يهدف تصميم المادة الجديد لتعزيز أنظمة امتصاص الطاقة، مثل الضمادات القابلة للارتداء ومصدات السيارات، بحيث تتمتع بقدرات متعددة المراحل للتكيف مع شدة الاصطدام.
ركزت الدراسات السابقة على الهندسة العكسية لمحاكاة سلوك المواد الطبيعية، مثل العظام والريش والخشب،في استجاباتها للإجهاد الميكانيكي. لكن دراسة جديدة، بقيادة شيلي تشانج، أستاذة الهندسة المدنية بجامعة إلينوي، والأستاذ أولي سيجموند من الجامعة التقنية بالدنمارك، قاما بتطوير مواد متعددة الطبقات قابلة للبرمجة ويمكنها الاستجابة للاضطرابات الموضعية من خلال ترابطات مجهرية،بحسب مجلة "ساينس أدفانسز".
قالت تشانج: "جاءت فكرة هذا العمل من نقاش مع زميلي، البروفيسور سيجموند، حول كيفية تحقيق بعض السلوكيات المتطرفة، ولكن هناك دائمًا حد فيزيائي، أو حد أقصى، يمكن للمواد الفردية تحقيقه، حتى مع البرمجة". وأضافت: "هذا دفعنا للتفكير في نوع الهندسة الذي يُمكنه تقديم بعض السلوكيات المادية غير التقليدية المطلوبة في الحياة الواقعية. مثلًا، تُساعد سلوكيات الانبعاج المتطرفة في تبديد الطاقة لأشياء مثل مصدات السيارات".

عندها، حوّل الفريق اهتمامه للمواد البيولوجية متعددة الطبقات التي تخدم غرضًا مختلفًا، وكيفية تصنيع مادة تركيبيةواستخدام البرمجة والتحسين الداخليين على نطاق مجهري للتحكم في استجابتها للإجهاد والضغوط الميكانيكية.
قالت تشانج: "توصلنا لفكرة تصميم مواد متعددة الطبقات، حيث يكون بإمكان كل طبقة إظهار خصائص وسلوكيات مختلفة".
ووذكر موقع ساينس ديلي أن الأمر لم يتوقف عند ذلك، بل قام الفريق بتضمين قدرة الطبقات الفردية على التعاون لتتصرف جماعيًا كوحدة واحدة. 
خلال عملية التصنيع، استخلص الفريق بعض الدروس. الفكرة النظرية وراء العمل هي الحصول على مادة دورية لا نهائية. وكان المتوقع أن تختلف سلوكيات المادة النظرية عن المادة المصنعة الفعلية.
قالت تشانج: "التناقض الذي وجدناه يحدث في الحياة الواقعية. ولكن يُمكننا تسخير هذه المعلومات لبرمجة تسلسل انبعاج كل خلية من الخلايا الفردية أثناء التجميع، وتخزين بعض المعلومات داخلها، ثم فك تشفيرها لاحقًا. لا يزال هناك الكثير من العمل لتوسيع نطاق تصنيع هذه المواد.
أضافت: "عندما تعمل مواد مختلفة معًا، فإنها يمكن أن تعطينا نتائج أفضل بكثير مما لو عملت بشكل فردي".

يمكنك مشاركة الخبر علي صفحات التواصل