Znanstvenici oblikuju materijal koji može pohraniti energiju poput orlovog hvatanja

Nuclear Power and Bomb Testing Documentary Film (Srpanj 2019).

Anonim

Što buha i orao imaju zajedničko? Oni mogu pohraniti energiju na noge bez kontinuiranog ugovaranja mišića da bi se skočili visoko ili držali na plijen. Znanstvenici sa Sveučilišta Queen Mary na Sveučilištu u Londonu i Sveučilišta u Cambridgeu stvorili su materijale koji mogu pohraniti energiju na taj način, biti stisnuti opetovano bez oštećenja, pa čak i promijeniti oblik ako je potrebno.

Te vrste materijala nazivaju se auxetics i ponašaju se sasvim drugačije od redovnih materijala. Umjesto da se ispuštaju kada stisne, urušavaju se u svim smjerovima, čuvajući energiju unutra.

Trenutni dizajn auxetičkih materijala ima oštre kutove koji omogućuju njihovo sklapanje, postižući veću gustoću. Ovo je svojstvo koje je nedavno priznato u laganim dizajnom oklopa, gdje se materijal može srušiti ispred metka nakon udarca. To je važno jer je masa ispred metka najveći faktor u učinkovitosti oklopa.

Oštri kutovi također koncentriraju sile i uzrokuju da se materijal lomne, ako se stisne više puta, što nije problem za oklop, jer je dizajniran samo za uporabu jednom.

U ovoj studiji, objavljenoj u Frontiers in Materials, tim znanstvenika redizajnirali su materijale glatkim krivuljama koje su distribuirale sile i omogućavale ponovljene deformacije u drugim aplikacijama gdje su potrebna skladištenje energije i svojstva materijala koji mijenjaju oblik.

Rad postavlja temelje za dizajne laganih 3-D nosača, koji se također preklapaju na određene načine i pohranjuju energiju koja bi mogla biti puštena na zahtjev.

Glavni istražitelj Dr. Stoyan Smoukov sa Sveučilišta u Londonu na Queen Mariji rekao je: "Uzbudljiva budućnost dizajna novih materijala je da mogu početi zamjenjivati ​​uređaje i robote. Sve se pametne funkcionalnosti ugrađuju u materijal, primjerice ponavljanu sposobnost pričvrstite na predmete na način na koji se orlovi zatvaraju na plijen i držite podvodni držak bez trošenja više snage ili truda.

Tim očekuje da će njegovi dizajni inspirirani prirodom biti korišteni u energetski učinkovitim alatima za hvatanje potrebni u industriji, rekonfigurabilnim materijalima na zahtjev, a čak i rešetkama s jedinstvenim ponašanjem u toplinskoj ekspanziji.

Eesha Khare, dodiplomski student na Sveučilištu Harvard, koji je bio instrumentalan u definiranju projekta, dodao je: "Veliki problem za materijale izložene otežanim uvjetima, kao što je visoka temperatura, je njihova ekspanzija. stalno se mijenjaju kako bi odgovarale gradijentu temperature daleko i bliže izvoru topline, na taj će se način prirodno prilagoditi ponovljenim i teškim promjenama. "

Fleksibilni dizajni auxetičkih materijala, koji nisu bili mogući prije, bili su posebno prilagođeni da bi bili lako trodijelni, značajka koju autori smatraju bitnim.

Dr. Smoukov je dodao: "Razvijajući se sloja po sloju odozdo, moguće materijalne strukture uglavnom su ograničene maštom i lako možemo iskoristiti nadahnuće koje dobivamo iz prirode."

menu
menu