در نشست‌های مارچ APS، فراماده‌‌ها، همواره توجه فراوانی را به خود جلب می‌کنند؛ و در نشست امسال پیشرفت‌های تازه در این زمینه، همه را شگفت‌زده نمود. فراماده‌‌ها به صورت مصنوعی و برای اهداف خاصی که به صورت طبیعی دست‌نایافتنی هستند، طراحی می‌شوند. این مواد برای داشتن ویژگی‌های فیزیکی خاصی به وجود می‌آیند ـ‌برخی فراماده‌ها به عنوان پوشش‌های نوری یا صوتی، و برخی برای برداشت یا پراکندن انرژی ساخته می‌شوند.

پائولو چلی و لگوهایش

پائولو چلی (Paolo Celli)، از دانشگاه مینسوتا، در ایالات متحده، علاقه‌ی خود به بازی با لگو را از زمان کودکی تا امروز حفظ کرده و در گروه پژوهشی‌اش نیز همه از آن، به عنوان ابزاری در دست‌رس و ارزان برای درک فراماده‌ها و برهم‌کنش آن‌ها، بهره می‌برند. ورود چاپگرهای سه بعدی نوید پیشرفت در ساخت این مواد را می‌داد؛ اما پژوهش‌گران به زودی دریافتند که لگوها ابزاری سریع، چندمنظوره و ارزان هستند و می‌توان به سادگی در پیکربندی‌شان تغییر ایجاد کرد.

چلی و همکاران با استفاده از لگوهای‌شان توانسته‌اند به صورت عملی وجود گاف‌های انرژی فونونی، و سازوکار تله‌ی انرژی را نشان دهند. آن‌ها به تازگی بر کنترل طول‌موج‌های بزرگ‌تر از عرض موج‌بر، با کمک لگو‌ها، کار می‌کنند.

احمد رفسنجانی (Ahmad Rafsanjani)، از دانشگاه مک‌گیل، در کانادا، از الگوهای هندسی مختلط در هنر اسلامی، الهام گرفته‌است. این نخستین بار نیست که هنر اسلامی بر فیزیک تاثیر گذاشته است -پیش از این، در یافتن الگوهای شبه‌بلورها نیز جریان مشابهی اتفاق افتاد. گروه رفسنجانی با استفاده از این مفاهیم، نوع تازه‌ای از مواد «اکستیک» ـموادی که ضریب پواسون منفی دارند و با اعمال فشار عمودی ضخیم تر می‌شوندـ را معرفی نموده‌اند. هدف، ساخت یک ماده‌ی تخت با توانایی حفظ ساختار کلی در طول تغییر بود. این ماده می‌تواند میان دو حالت پایدار، دگرگون شود.

رفسنجانی، با کمک برش لیزری، الگوهایی شامل بست‌ها و مفاصل میان بره‌ها را از صفحه‌های پلاستیکی می‌برد. این پژوهش‌گران، دریافته‌اند که برش‌ها و مقطع‌های مختلف، هندسه‌های متفاوتی تولید می‌کنند و می‌توانند شاخصه‌ای ویژه باشند.می‌توان به سبب سادگی ساخت و ارزانی، این مواد را در ابزارهای انعطاف‌پذیر و کشش‌پذیر، پیوندهای کاشتی پزشکی، اسکلت‌های پوششی، و حتی در صفحه‌های خورشیدی یا ماهواره‌ها، به کار بست.

گروه احمد البانا (Ahmed Elbanna)، از دانشگاه ارباناـچمپین ایلینویز، در ایالات متحده، در تلاش است تا پاسخی برای این پرسش بیابد: «چه چیز مواد را سخت و محکم می‌کند؟» این گروه با الهام از ساختار استخوان ـ‌با مجراهای سرگردان در «اسفنج» کلسیم فسفات‌ـ ترکیب نرم تازه‌ای ساخته‌اند؛ این ترکیب تحت تنش، و در جهت رسیدن به سطح موج‌دار یا «آج‌دار»، تغییر شکل می‌دهد. هر چه که ماده بیشتر کش می‌آید، مجاری درونی‌اش موج‌دارتر می‌شوند. و هرچه الگوی درونی طولانی‌تر باشد، ماده خم‌پذیرتر می‌شود.

به گفته‌ی البانا، هرچند وی و همکارانش کار را با مواد اکستیک آغاز نکرده‌اند، آن‌ها نیز نهایتا به گونه‌ای با پیکربندی متفاوت و محتویاتی سخت ـمحتویاتی سخت در ماده‌ای نرم‌ـ رسیده‌اند. مجراها با توقف کشش بسته می‌شوند و البانا معتقد است نمی‌توان تعداد دفعه‌هایی را که ماده می‌تواند تحمل کند، تخمین زد. این گروه دریافته‌اند که فرآیند تغییر شکل، نرم و تحت اداره است و این گونه می‌توان موادی با آبیدگی (آب‌پذیری) تنظیم‌پذیر، غربال‌های دقیق یا جاذب‌های تک‌بسامدی صوتی ساخت.

این گروه هم‌چنین دریافته‌اند که با کشیدن ماده، پهناهای نواری معینی غیرممکن می‌شوند؛ و این گونه می‌توان ماده را به عنوان کاهش‌دهنده‌ی زمین‌لرزه به کار بست. به عنوان نمونه می‌توان از آن در کم کردن امواج زمین‌لرزه‌ در بسامدهای پایین، به ویژه در ساختمان‌های بلند، استفاده نمود. این پژوهش‌گران، با همکاری گروه‌های کاربردگرا و نهادهای دوست‌دار محیط زیست بر این جنبه‌ها کار می‌کنند.