Dolar 13,6691
Euro 15,5360
Altın 784,58
BİST 2.005
Adana Adıyaman Afyon Ağrı Aksaray Amasya Ankara Antalya Ardahan Artvin Aydın Balıkesir Bartın Batman Bayburt Bilecik Bingöl Bitlis Bolu Burdur Bursa Çanakkale Çankırı Çorum Denizli Diyarbakır Düzce Edirne Elazığ Erzincan Erzurum Eskişehir Gaziantep Giresun Gümüşhane Hakkari Hatay Iğdır Isparta İstanbul İzmir K.Maraş Karabük Karaman Kars Kastamonu Kayseri Kırıkkale Kırklareli Kırşehir Kilis Kocaeli Konya Kütahya Malatya Manisa Mardin Mersin Muğla Muş Nevşehir Niğde Ordu Osmaniye Rize Sakarya Samsun Siirt Sinop Sivas Şanlıurfa Şırnak Tekirdağ Tokat Trabzon Tunceli Uşak Van Yalova Yozgat Zonguldak
İstanbul 13 °C
Sağanak Yağışlı

Sonsuz Olanakları Olan Şekil Değiştiren Malzemeler: Totimorfik Yapısal Malzemeler Her Şekli Elde Edebilir

23.10.2021
90
Sonsuz Olanakları Olan Şekil Değiştiren Malzemeler: Totimorfik Yapısal Malzemeler Her Şekli Elde Edebilir
Sonsuz Olasılıklara Sahip Şekil Değiştiren Malzemeler

Harvard John A. Paulson Mühendislik ve Uygulamalı Bilimler Okulu’ndan (SEAS) araştırmacılar, herhangi bir olası şekli alabilen ve tutabilen şekil değiştiren bir malzeme geliştirdiler ve çeşitli alanlarda kullanılabilecek yeni bir çok işlevli malzeme türünün yolunu açtılar. robotik ve biyoteknolojiden mimariye kadar birçok uygulama. Kredi bilgileri: Harvard SEAS

Harvard John A. Paulson Mühendislik ve Uygulamalı Bilimler Okulu’ndan (SEAS) araştırmacılar, herhangi bir olası şekli alabilen ve tutabilen şekil değiştiren bir malzeme geliştirdiler ve çeşitli alanlarda kullanılabilecek yeni bir çok işlevli malzeme türünün yolunu açtılar. robotik ve biyoteknolojiden mimariye kadar birçok uygulama.

Araştırma şurada yayınlandı: Ulusal Bilimler Akademisi Bildiriler Kitabı.

Lola England de Valpine Uygulamalı Matematik Profesörü L Mahadevan, “Günümüzün şekil değiştiren malzemeleri ve yapıları yalnızca birkaç kararlı konfigürasyon arasında geçiş yapabilir, ancak keyfi bir dizi şekil değiştirme yeteneğine sahip yapısal malzemelerin nasıl oluşturulacağını gösterdik” dedi. , Organismic and Evolutionary Biology ve Physics ve makalenin kıdemli yazarı. “Bu yapılar, geometri ve mekaniğin bağımsız kontrolüne izin vererek, yeni bir tür biçimlendirilebilir birim hücre kullanarak mühendislik fonksiyonel şekillerinin temelini atıyor.”


SEAS araştırmacıları, herhangi bir kararlı şekle dönüşme kabiliyeti nedeniyle bu malzemeye “totimorfik” adını verdiler. Araştırmacılar, bireysel birim hücreleri doğal olarak kararlı eklemlerle bağlayarak, bireysel totimorfik hücrelerden 2D ve 3D yapılar oluşturdular.

Şekil değiştiren malzemelerin tasarlanmasındaki en büyük zorluklardan biri, görünüşte çelişkili olan uyumluluk ve sertlik ihtiyaçlarını dengelemektir. Uygunluk, yeni şekillere dönüşümü mümkün kılar, ancak çok uyumluysa, şekilleri kararlı bir şekilde koruyamaz. Sertlik, malzemenin yerine kilitlenmesine yardımcı olur, ancak çok sertse yeni şekiller alamaz.

Ekip, iki sert eleman, bir payanda ve bir kaldıraç ve iki gerilebilir elastik yay içeren nötr olarak kararlı bir birim hücreyle başladı. Bir Pixar filminin başlangıcını gördüyseniz, nötr olarak kararlı bir malzeme gördünüz. Pixar lamba kafası, herhangi bir konumda sabittir, çünkü yerçekimi kuvveti, lamba konfigürasyonundan bağımsız olarak, koordineli bir şekilde esneyen ve sıkışan yaylar tarafından her zaman karşılanır. Genel olarak, nötr kararlı sistemler, katı ve elastik elemanların bir kombinasyonu, hücrelerin enerjisini dengeler, her birini nötr olarak kararlı hale getirir, yani sonsuz sayıda konum veya yön arasında geçiş yapabilir ve herhangi birinde kararlı olabilir.


Bu nötr kararlı hücrede, katı ve elastik elemanların bir kombinasyonu, hücrenin enerjisini dengeler, sonsuz sayıda konum veya yön arasında geçiş yapmasına ve herhangi birinde kararlı olmasına izin verir.

SEAS’ta doktora sonrası araştırmacı ve makalenin ilk yazarı Gaurav Chaudhary, “Nötr kararlı bir birim hücreye sahip olarak, malzemenin geometrisini hem bireysel hem de toplu düzeyde mekanik tepkisinden ayırabiliriz” dedi. “Birim hücrenin geometrisi, hem toplam boyutunu hem de tek hareketli payandanın uzunluğunu değiştirerek değiştirilebilirken, elastik tepkisi, yapı içindeki yayların sertliği veya uzunluğu değiştirilerek değiştirilebilir. payandalar ve bağlantılar.”

Araştırmacılar, herhangi bir kararlı şekle dönüşebilme yeteneklerinden dolayı montajı “totimorfik malzemeler” olarak adlandırdılar. Araştırmacılar, bireysel birim hücreleri doğal olarak kararlı eklemlerle bağlayarak, bireysel totimorfik hücrelerden 2D ve 3D yapılar oluşturdular.

Araştırmacılar, malzemenin şekil değiştirme yeteneğini göstermek için hem matematiksel modellemeyi hem de gerçek dünya gösterilerini kullandılar. Ekip, tek bir totimorfik hücre tabakasının kıvrılabileceğini, bir sarmal haline gelebileceğini, iki farklı yüz şekline dönüşebileceğini ve hatta ağırlık taşıyabileceğini gösterdi.

SEAS’ta doktora sonrası araştırmacı ve makalenin ilk yazarlarından biri olan S. Ganga Prasath, “Bu unsurları heterojen mekanik tepkilerle herhangi bir şekle girebilecek yapılarda birleştirebileceğimizi gösteriyoruz” dedi. “Bu malzemeler geometriye dayalı olduğundan, robotik veya biyoteknolojide sensör olarak kullanılmak üzere küçültülebilir veya mimari ölçekte kullanılmak üzere büyütülebilir.

Mahadevan, “Hep birlikte, bu totimorflar, deformasyon tepkisi birden fazla ölçekte kontrol edilebilen yeni bir malzeme sınıfının yolunu açıyor” dedi.

Referans: Gaurav Chaudhary, S. Ganga Prasath, Edward Soucy ve L. Mahadevan tarafından “Tarafsız kararlı birimlerden totimorfik düzenekler”, 19 Ekim 2021, Ulusal Bilimler Akademisi Bildiriler Kitabı.
DOI: 10.1073/pnas.2107003118

Araştırma Edward Soucy tarafından ortaklaşa yazılmıştır.

.

ZİYARETÇİ YORUMLARI - 0 YORUM

Henüz yorum yapılmamış.