Трансформаторный метаматериал изменяет размер, объем и форму по требованию

27 марта
Трансформаторный метаматериал изменяет размер, объем и форму по требованию

Исследователи из Гарварда разработали 3D механический метаматериал, который может быть запрограммирован для смены формы, объема и размера по требованию, что делает его идеальным для создания целого ряда разнообразных конструкций и сооружений, способных автоматически измененяться в соответствии с их целью или окружающей средой.

Новый материал может быть применен, чтобы сделать все, от крошечных самостоятельно развертывающихся наноструктур и использования в медицинских процедурах, вплоть до больших зданий, которые способны трансформироваться для различных целей по команде.

Это исследование показывает новый класс сложных материалов, которые также могут быть масштабируемы, - сказал Йоханнес Т. Б. Овервельд, аспирант в Гарвардском университете. Он используется от масштабов наноуровня до нескольких метров и может создать что-либо от хирургических стентов до портативных куполов.

Метаматериал изготовлен из экструдированных кубиков с 24 гранями и 36 ребрами. Как и обычные оригами, устройство Гарварда также может складываться, изменяя форму. В отличие от обычного оригами, однако, эта версия метаматериала складывается и раскладывается с помощью дистанционно управляемых встроенных приводов.

Мы создали тонкостенную структуру 3Д, которая может применяться, чтобы сделать складные и перепрограммируемые объекты любой архитектуры, а их форма, объем и прочность могут быть в значительной мере изменены, настроены и управляемы, - сказал Овервельд.

Как отмечает группа, шаблоны оригами оказались многообещающими в разработке солнечных панелей для развертывания в космосе, гибких хирургических стентов и гибких электронных компонентов, но работая с методами снепологии и удаленных исполнительных устройств, они также считают, что их создание требует складывания структуры на следующий логический уровень.

Используя тонкие полимерные листы, команда создала 64 отдельных ячеек, чтобы сделать куб 4 х 4 х 4, который способен расти, сокращаться, менять свою форму, ориентацию микроструктуры и складываться. Наряду со способностью структуры деформироваться по команде, она также меняет свою жесткость.

Возможность встраивания со многими видами приводов, в том числе термически активируемыми, диэлектрическими, пневматическими или даже на водной основе, команда Гарварда уверена, что их новое творение, с помощью встроенной электроники управления, приведет к целому новому диапазону деформируемых, самоисполнительных устройств в широкой области применения.


Источник

Просмотров: 293