身近な素材にも記憶があり、それを消すことができるようになった(Some everyday materials have memories, and now they can be erased)

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食品や医薬品に使用される発泡体やエマルションにおいて、以前の変形に関する記憶の読み取り、書き込み、消去を可能にする新たな研究成果を発表 New study demonstrates how to read, write and erase memory of previous deformation in foams and emulsions used in food and pharmaceuticals

2022-10-05 ペンシルベニア州立大学(PennState)

ペンシルベニア州立大学の新しい研究は、食品や医薬品によく見られる発泡体やエマルジョンにおける記憶形成について洞察をもたらし、この記憶を消去する新しい方法を提供する。
研究者たちは、不規則に配列された粒子を持つ、無秩序固体と呼ばれるタイプの材料で記憶を研究した。
ガラスのような材料では、材料を慎重に加熱することで、分子をほぐし、より組織的に配列できるようにすることが必要である。加熱ができない材料には、メカニカルアニールというプロセスを用いて、材料を物理的に変形させ、より低いエネルギー状態にする。変形を同じ大きさで何度も繰り返すことで、本質的に変形の記憶を刻むことができ、将来、別の大きさの変形をしたときの反応に微妙な影響を与える。
無秩序固体においてこの記憶が形成される状況を明らかにし、刻み込まれた以前の変形の大きさを決定する方法を示した。

<関連情報>

無秩序固体における機械的アニーリングと記憶 Mechanical annealing and memories in a disordered solid

Nathan C. Keim and Dani Medina
Science Advances  Published:5 Oct 2022
DOI: 10.1126/sciadv.abo1614

Abstract

Shearing a disordered or amorphous solid for many cycles with a constant strain amplitude can anneal it, relaxing a sample to a steady state that encodes a memory of that amplitude. This steady state also features a remarkable stability to amplitude variations that allows one to read the memory. Here, we shed light on both annealing and memory by considering how to mechanically anneal a sample to have as little memory content as possible. In experiments, we show that a “ring-down” protocol reaches a comparable steady state but with no discernible memories and minimal structural anisotropy. We introduce a method to characterize the population of rearrangements within a sample and show how it connects with the response to amplitude variation and the size of annealing steps. These techniques can be generalized to other forms of glassy matter and a wide array of disordered solids, especially those that yield by flowing homogeneously.

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