اكتشف فريق بحثي يضم باحثين من University of Groningen ومركز University of Groningen الطبي في هولندا، وجامعة Karlstad في السويد، أن الخصائص الميكانيكية الكلية للمواد الفائقة ترتبط ارتباطاً وثيقاً بعدد الوحدات البنائية وترتيبها. نُشرت نتائج الدراسة في مجلة Small Structures.

تعتمد خصائص المواد الفائقة بشكل أساسي على الهيكل المجهري المصمم بدقة، وليس على المادة الأساسية نفسها. أشارت الدراسة إلى أن حجم الخلية البلورية يؤثر على السلوك الأساسي مثل المرونة، بينما يغير عدد الروابط بين الخلايا خصائص المادة. قال الطالب الدكتوراه Shyam Veluvali: "نقترح استخدام مادة فائقة كبديل للزرعات التقليدية." من خلال تعديل الهيكل، يمكن جعل صلابة الزرع مطابقة لصلابة العظم، مما يسمح لكليهما بحمل الوزن معاً، وبالتالي الحفاظ على صحة العظم.

كشفت الدراسة أيضاً أن نوع القوة الخارجية يؤثر بشكل كبير على استجابة المواد الفائقة. أوضح Veluvali: "وجدنا أن أنواع القوى المختلفة، مثل قوى القص أو الشد أو الالتواء، تؤثر بشكل مختلف على نفس المادة." يعزز هذا الاكتشاف فهمنا لسلوك المواد في بيئات التحميل المعقدة المختلفة.

توفر هذه الرؤى حول تصميم الهيكل أساساً لتطوير منتجات أكثر أماناً وموثوقية، مثل زرعات العظام، أو ماسكات الروبوتات، أو أجهزة امتصاص الطاقة في مصدات السيارات. من خلال تحسين معايير الخلية البلورية، يمكن تصميم هياكل مواد فائقة أكثر تكيفاً مع تطبيقات متنوعة.