A tudósok olyan anyagokat terveznek, amelyek energiát képesek tárolni, mint egy sas fogása

Calling All Cars: The Grinning Skull / Bad Dope / Black Vengeance (Július 2019).

Anonim

Mi köze van a bolhának és a sasnak? Az energiát a lábukba tudják tárolni, anélkül, hogy folyamatosan összehúznák az izmot, hogy felugorjanak, vagy ragaszkodjanak. A Queen Mary Egyetem és a Cambridge-i Egyetem kutatói olyan anyagokat hoztak létre, amelyek képesek az energiát ilyen módon tárolni, károsodás nélkül ismételten összenyomni, és szükség esetén átalakítani.

Ezeket az anyagokat auxetikának nevezik, és viszonylag másképpen viselkednek a szokásos anyagokkal szemben. Ahelyett, hogy összenyomódnak, összecsukódnak minden irányban, tárolva az energiát.

A jelenlegi auxetikus anyagminták éles sarkokkal rendelkeznek, amelyek lehetővé teszik számukra, hogy magukra hajoljanak, nagyobb sűrűséget érjenek el. Ez a tulajdonság a közelmúltban elismert volt a könnyű páncélos mintákban, ahol az anyag összeomlik egy golyó ütközéskor. Ez azért fontos, mert a golyó előtt lévő tömeg a legfontosabb tényező a páncélzat hatékonyságában.

Az éles sarkok is koncentrálják az erőket és okozzák az anyag törését, ha többször is préselnek, ami nem jelent problémát a páncél számára, mivel csak egyszer használható.

A Frontiers in Materials című könyvében a tudósok újszerűen átformálták az anyagokat olyan sima görbékkel, amelyek elosztják az erőket és ismételt deformációkat tesznek lehetővé más alkalmazásokhoz, ahol az energia tárolása és az alakváltozás anyagi tulajdonságai szükségesek.

A munka alapozza meg a könnyűsúlyú 3-D-támaszok formatervezésének alapját, amely meghatározott módon behajtja és tárolja az energiát, amely felszabadulhat.

Dr. Stoyan Smoukov, a Queen Mary Egyetem londoni kutatója elmondta: "Az új anyagok tervezeteinek izgalmas jövője az, hogy elkezdhetik az eszközök és robotok cseréjét, és az intelligens funkciókat az anyagba ágyazják. fogd be az objektumokra, ahogyan a sasok a ragadozóra ragaszkodnak, és tartsanak egy vicsorú markolatot anélkül, hogy több erőt vagy erőfeszítést kellene költeni. "

A csapat elvárja, hogy természettudományos terveit az iparágban igénybe vehető energiahatékony megfogókészülékekben, újra konfigurálható, igény szerint alakítható anyagokon és még a hőtágulási sajátosságokkal rendelkező rácsokkal is fel lehessen használni.

Eesha Khare, a Harvard Egyetem látogató egyetemi hallgatója, aki meghatározó szerepet játszott a projektben, hozzátette: "A durva körülményeknek kitett anyagok - például a magas hőmérséklet - kitett anyagok jelentős problémát jelentenek, folyamatosan változóak ahhoz, hogy egy olyan hőmérséklet gradiense legyen, amely távolabb és közelebb van egy hőforráshoz, így képes lesz természetes módon beállítani az ismétlődő és súlyos változásokat. "

A rugalmas auxetikus anyagokat, amelyek korábban nem voltak lehetségesek, kifejezetten ahhoz lettek alkalmazkodva, hogy könnyen háromdimenziós nyomtatásban részesülhessenek.

Dr. Smoukov hozzátette: "Azáltal, hogy az alulról felfelé növekszik a rétegeket, a lehetséges anyagszerkezeteket leginkább a képzelet korlátozza, és könnyen kihasználhatjuk a természetből származó ihleteket."

menu
menu