3 мин. чтения
9/21/2023 12:00:01 PM

Гофро -пластик и новый принцип дизайна для программируемых материалов

Article Preview Image Гофро -пластик открывает новый принцип дизайна для программируемых материалов.Кредит: Амольф

Гофро -пластик оказывается образцовым для нового класса «многостабильных» метаматериалов, который может обратимо изменить форму.Это понимание может привести к новым приложениям, от роботов до медицинских устройств.Физики Энн Миссен (ранее Университет Амольфа/Лейден, ныне Гарвардский университет) и Мартин Ван Хек (Университет Амольфа/Лейден) описывают эти материалы в статье «Природа», которая была опубликована 20 сентября 2023 года.

От цветка, разворачивающего его лепестки, до робота, захватывающего объект: все вокруг нас меняет форму.Исследователи были вдохновлены природой создавать материалы, которые могут перейти от одной формы к другой.Но есть одна проблема.Обычно эти формы не являются стабильными, и если они стабильны, их нельзя изменить.Клэй имеет аналогичную проблему;Форма, созданная с мягкой глиной, не является стабильной, но как только глина была выпечена, ее форма не может быть сброшена.

В своей природе Meeussen и Van Hecke описывают новое руководство для дизайна истинных многостабильных метаматериалов.«Впервые мы можем сделать материалы, которые могут принять несколько стабильных условий, которые также могут легко измениться», - поясняет Ван Хек.

Основой открытия является материал с обманчиво простой структурой: листы пластика или любого другого гибкого материала, который содержат гофрирования или канавки.Когда этот отличный лист вытягивается, канавки прячутся и образуют расширенный гребень, перпендикулярный в канавки.Этот хребет останется на месте - даже если вы перестанете тянуть - и заставите лист в новую форму.

Сочетание различных хребтов приводит к красивым рулонам, спиратам и спиральным формам, которые являются стабильными даже при стоянии независимо.«Однако, если вы раздвигаете лист еще дальше, хребты исчезают, и вы можете снова начать изменение», - говорит Ван Хек.

Meeussen обнаружил, что каждая канавка с заклинанием функционирует как дефект, и что соседние дефекты обнаруживают друг друга: если вы приближаете их, они отталкивают друг друга.«Но, если два дефекта находятся рядом друг с другом, они держатся вместе».Это означает, что хребты существуют цепочек дефектов, которые притягивают и фиксируют друг друга на месте.

«Понимание этих дефектов, хребтов и форм заняло довольно много времени», - говорит Миссен, который проанализировал материал и выполнил компьютерные моделирования, расчеты и множество экспериментов с гофрированным пластиком.«Все это произошло во время блокировки COVID-19, поэтому я проводил много экспериментов дома».

Вновь обнаруженные принципы многостадоспособности и формирующих материалов открывают множество различных типов применений, таких как складное аварийное жилье;Медицинские устройства, такие как стенты, которые могут войти в организм в одной форме и однажды внутри складываются в другую стабильную, полезную форму;И даже части робота, которые могут легко переключаться между программами, возможными.

В целом, прекрасный набор результатов, особенно с тех пор, как это исследование началось как буквальная игра детской.Ван Хек говорит: «Моя дочь и друг однажды играли с гофрированным бумажным листом, который они нашли в пакете печенья. Друг потянул хребет в лист и дал его дочери, сказав:« Твоему папе понравится это ».И она была права! После этого мой сын также придумал различные типы форм, и я знал, что было что -то захватывающее ».

Все трое детей были официально признаны за их вклад в газету.

Больше информации: КАК.Meeussen и M. van Hecke, многостабильные листы с перезагруженными узорами для переключаемой формы, природа (2023).Doi: 10.1038/s41586-023-06353-5

Получи бесплатную еженедельную рассылку со ссылками на репозитории и лонгриды самых интересных историй о стартапах 🚀, AI технологиях 👩‍💻 и программировании 💻!
Присоединяйся к тысячам читателей для получения одного еженедельного письма

Подписывайся на нас:

Нашли ошибку в тексте? Напишите нам.

Добавляй ЛРНЧ в свою ленту Google Новостей.
Читайте далее 📖

Может ли новая техника для «изогнутого» света стать секретом улучшения беспроводной связи?

4/10/2024 · 3 мин. чтения

Может ли новая техника для «изогнутого» света стать секретом улучшения беспроводной связи?

Новая техника оценки долговечности защищает от солнечной изменчивости для развития выработки зеленого водорода

4/9/2024 · 3 мин. чтения

Новая техника оценки долговечности защищает от солнечной изменчивости для развития выработки зеленого водорода