Описание:
Материалы, изменяющие свои свойства в ответ на определенные стимулы, могут занять ценное место во многих областях - от робототехники, медицинской помощи до современных самолетов. Новый пример такой технологии изменения формы создан по образцу древних цепных доспехов, позволяя им быстро превращаться из гибких в жесткие благодаря тщательно расположенным сцепленным частицам.
Материал был разработан учеными из Наньянского технологического университета в Сингапуре и Калтеха в США, которые описывают его как тип "носимой структурированной ткани". С точки зрения физики, его возможности обеспечиваются так называемым переходом заклинивания - тем же принципом, который заставляет запечатанный в вакууме рис или бобы застывать при плотной упаковке, оставляя частицам мало места для движения.
Команда поставила перед собой задачу разработать ткань, которая может легко превращаться из мягкой и складной в жесткую и несущую нагрузку, указав в качестве примера на то, как плащ Бэтмена может превращаться в планер в фильме 2005 года "Бэтмен: Начало". Для этого команда начала исследовать, как структурированные, но полые частицы могут быть соединены между собой, чтобы сформировать ткань с жесткостью, которую можно изменять по команде.
Частицы в форме октаэдров, созданные командой, были напечатаны 3D-печатью на нейлоновом пластике в виде цепочки, которая затем была заключена в пластиковый конверт и уплотнена с помощью вакуума. Это увеличило плотность упаковки, притянув тщательно разработанные частицы внутрь и увеличив точки соприкосновения между ними, в результате чего структура стала в 25 раз более жесткой.
При манипуляциях с плоской структурой, напоминающей стол, ткань выдерживала нагрузку в 1,5 кг, что в 50 раз превышает ее собственный вес. В другом испытании на ткань в расслабленном состоянии уронили небольшой стальной шарик, в результате чего она деформировалась на 26 мм, а затем снова уронили на ткань в жестком состоянии, в результате чего она деформировалась только на 3 мм.
В настоящее время команда работает над улучшением характеристик материала и изучает новые способы повышения его жесткости, в том числе магнетизм, температуру и электричество.
Видео:
|
