Dolar 9,3088
Euro 10,8387
Altın 529,59
BİST 1.430
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 17 °C
Çok Bulutlu

Zincir Postadan Esinlenen Yenilikçi Yeni Malzeme Komutta Esnekten Serte Dönüşüyor

12.08.2021
38
Zincir Postadan Esinlenen Yenilikçi Yeni Malzeme Komutta Esnekten Serte Dönüşüyor

Mühendisler, katlanabilir, sıvı benzeri bir durumdan basınç altında belirli katı şekillere dönüşebilen zincir postadan ilham alan bir malzeme geliştirdiler. Kredi bilgileri: Caltech

Caltech’teki mühendisler ve JPL Katlanabilir, sıvı benzeri bir durumdan basınç altında belirli katı şekillere dönüşebilen zincir postadan ilham alan bir malzeme geliştirdiler.

Caltech’ten G. Bradford Jones Profesörü Chiara Daraio’ya göre, malzemenin dış iskeletler için akıllı bir kumaş olarak veya bir yaralanma iyileştikçe sertliğini ayarlayan uyarlanabilir bir döküm olarak veya hatta açılabilen ve sertleştirilebilen konuşlandırılabilen bir köprü olarak potansiyel uygulamaları var. Makine Mühendisliği ve Uygulamalı Fizik Bölümü’nden ve yayınlanan materyali açıklayan bir çalışmanın ilgili yazarı Doğa 11 Ağustos’ta

Komuta edildiğinde sertliği değiştirebilecek malzemeler yapmak istedik, ”diyor Daraio. “Yumuşak ve katlanabilirden sert ve yük taşımaya kontrollü bir şekilde giden bir kumaş yaratmak istiyoruz.” Popüler kültürden bir örnek, 2005 filmindeki Batman’in pelerini olabilir. Batman Başlıyorgenellikle esnektir, ancak Caped Crusader’ın kayma yüzeyi olarak ihtiyaç duyduğu zaman istendiğinde sert hale getirilebilir.

Bağlantılı Oktahedron Malzemesi

Bağlantılı oktahedronlardan yapılmış bir malzeme. Kredi bilgileri: Caltech

Daraio, özelliklerini benzer şekillerde değiştiren malzemelerin zaten her yerde bulunduğunu belirtiyor. “Vakumla kapatılmış bir torbadaki kahveyi düşünün. Hala paketlendiğinde, ‘sıkışma’ dediğimiz bir süreçle katıdır. Ama paketi açar açmaz öğütülmüş kahve artık birbirine yapışmıyor ve sanki bir sıvıymış gibi dökebilirsiniz” diyor.

Bireysel kahve telvesi ve kum parçacıkları karmaşık ancak bağlantısız şekillere sahiptir ve yalnızca sıkıştırıldığında sıkışabilir. Bununla birlikte, bağlantılı halkaların sayfaları, her iki sıkıştırma altında da sıkışabilir. ve gerginlik (birlikte itildiğinde veya ayrıldığında). Anahtar bu, diyor Daraio. “Hangilerinin hem esneklik hem de ayarlanabilir sertlik sunduğunu ve yalnızca bir tür stres altında sıkışanların düşük performans gösterme eğiliminde olduğunu görmek için bir dizi parçacığı test ettik.”

Daraio, eski Caltech doktora sonrası araştırmacısı Yifan Wang ve eski Caltech yüksek lisans öğrencisi Liuchi Li (PhD ’19) ile birlikte en iyi hangi malzemelerin işe yarayacağını araştırmak için Doğa kağıt, bağlantı halkalarından bağlantı küplerine ve bağlantı oktahedronlara (tabandan birbirine bağlı iki piramidi andıran) kadar bir dizi bağlantılı parçacık konfigürasyonu tasarladı. Materyaller, Caltech’in yönettiği JPL’deki baş bilim adamı Douglas Hofmann’ın yardımıyla, polimerlerden ve hatta metallerden 3 boyutlu olarak basıldı. NASA. Bu konfigürasyonlar daha sonra, George W. Housner İnşaat ve Makine Mühendisliği Profesörü ve Caltech’in granüler malzemelerin modellenmesinde yerleşik uzmanı olan José E. Andrade grubunun bir modeliyle bir bilgisayarda simüle edildi.

Bağlı Oktahedronlar Malzeme Testi Sıkışmamış

Malzemenin sıkışmadığında (yumuşak) darbe direncinin test edilmesi. Kredi bilgileri: Caltech

Bağlantılı Oktahedronlar Malzeme Testi Sıkıştı

Sıkıştığında (sert) malzemenin darbe direncinin test edilmesi. Kredi bilgileri: Caltech

“Tanecikli malzemeler, tane ölçeğindeki basit etkileşimlerin yapısal olarak karmaşık davranışlara yol açabileceği karmaşık sistemlerin güzel bir örneğidir. Bu zincir posta uygulamasında, tane ölçeğinde çekme yüklerini taşıma yeteneği oyun değiştiricidir. Bu, sıkıştırıcı yükleri taşıyabilen bir ipe sahip olmak gibidir. Bu tür karmaşık davranışları simüle etme yeteneği, olağanüstü yapısal tasarım ve performansın kapısını açar” diyor Andrade.

Mühendisler, malzemenin sıkışmasını kontrol etmek için bir vakum odası kullanarak veya bir ağırlık bırakarak kumaşları sıkıştırarak bir dış baskı uyguladılar. Bir deneyde, vakumla kilitlenen zincir posta kumaşı, kumaşların kendi ağırlığının 50 katından fazla olan 1,5 kilogramlık bir yükü destekleyebildi. Mekanik özelliklerde (esnekten serte) en büyük varyasyonları gösteren kumaşlar, bağlantılı halkalar ve kareler gibi parçacıklar arasında orta çağ zincir postasına benzer daha fazla ortalama temas sayısına sahip kumaşlardı.

“Bu kumaşların akıllı giyilebilir ekipmanlarda potansiyel uygulamaları var: sıkışmadıklarında hafif, uyumlu ve rahat giyilebilirler; sıkışma geçişinden sonra, kullanıcının vücudunda destekleyici ve koruyucu bir tabaka haline geliyorlar,” diyor şimdi Singapur’daki Nanyang Teknoloji Üniversitesi’nde yardımcı doçent olan Wang.

Bağlantılı Oktahedronlar Malzeme Köprüsü

Sertleştirildiğinde, malzeme sağlam bir köprü görevi görme potansiyeline sahiptir. Kredi bilgileri: Caltech

Daraio, açılabilen ve daha sonra üzerinden geçilebilen bir köprü örneğinde, malzemenin içinden kablolar geçirmeyi ve ardından parçacıkları sıkıştırmak için germeyi öngörüyor. “Bu kabloları bir kapüşonlu üstteki ipler gibi düşünün,” diyor ve şimdi bu kablo şemasını ve diğer olasılıkları araştırdığını belirtiyor.

Daraio, doktora sonrası araştırmacı Ke Liu ve misafir öğrenci Felix Hacker ile birlikte, yüzeylerin istedikleri zaman şekilleri belirli konfigürasyonlara değiştirebildiği sözde akıllı yüzeyler üzerindeki paralel çalışmada, ağları gömerek bir yüzeyin şeklini kontrol etmek için bir yöntem gösterdi. Isıya duyarlı sıvı kristal elastomerlerden (LCE’ler), ısıtıldığında büzüşen ince polimer şeritlerden oluşur. Bu LCE’ler, elektrik akımı ile şarj edilebilen, onları ısıtan ve büzülmelerine neden olan gerilebilir ısıtma bobinleri içerir. LCE’ler küçüldükçe, içine gömüldükleri esnek malzemeyi çektiler ve önceden tasarlanmış katı bir şekle sıkıştırdılar.

7 Nisan’da dergide yayınlanan o çalışma, Bilim Robotik, işbirliğinin fiziksel bir bileşeninin gerekli olduğu durumlarda uzaktan işbirliği, tıbbi cihazlar ve haptikler (sanal gerçeklik için fiziksel hissi simüle etmek için teknolojiyi kullanan) için faydalı olabilir. Ardından ekip, pratik uygulamalara daha yakın hale getirmek için hem yapılandırılmış kumaşların hem de akıllı sistemlerin tasarımını küçültüp optimize etmeyi planlıyor.

Referanslar:

Yifan Wang, Liuchi Li, Douglas Hofmann, José E. Andrade ve Chiara Daraio tarafından “ayarlanabilir mekanik özelliklere sahip yapısal kumaşlar”, 11 Ağustos 2021, Doğa.
DOI: 10.1038 / s41586-021-03698-7

Ke Liu, Felix Hacker ve Chiara Daraio, 7 Nisan 2021, “Şekil değiştirme ve nesne manipülasyonu için tersine çevrilebilir, uzaysal-zamansal kontrollü robotik yüzeyler”, Bilim Robotik.
DOI: 10.1126/scirobotics.abf5116

NS Doğa kağıt, “Ayarlanabilir mekanik özelliklere sahip yapılandırılmış kumaşlar” başlığını taşıyor. Araştırma, Caltech, Facebook ve Ordu Araştırma Ofisi’ndeki Foster ve Coco Stanback Uzay İnovasyon Fonu tarafından desteklendi.

NS Bilim Robotik makalenin başlığı “Şekil değiştirme ve nesne manipülasyonu için tersinir, uzay-zaman kontrolüne sahip robotik yüzeyler”. Araştırma, Ulusal Bilim Vakfı ve Ordu Araştırma Ofisi tarafından finanse edildi.

.

Gelişmelerden zamanında haberdar olmak için Google News’te Bilim Portal’a ABONE OLUN

ZİYARETÇİ YORUMLARI - 0 YORUM

Henüz yorum yapılmamış.