Tehnologije

Materijal inspiriran viteškom žičanom košuljom mijenja oblik iz fleksibilnog u kruti

Mladen Smrekar utorak, 17. kolovoza 2021. u 19:45

Inženjeri s Caltecha i JPL-a razvili su materijal koji može mijenjati oblike. Ovaj praktični materijal mogao bi poslužiti u različite svrhe, od izrade egzoskeleta do savitljivih mostova

Ovaj materijal ima potencijalnu primjenu kao pametna tkanina za egzoskelete ili kao adaptivni gips koji krutost prilagođava kako zarasta ozljeda ili čak kao pokretni most koji bi se mogao odmotavati i stvrdnjivati po potrebi, opisuje Chiara Daraio, profesorica strojarstva i primijenjene fizike s Caltecha.

Poput Batmanovog plašta

"Željeli smo napraviti materijale koji mogu mijenjati svoju krutost na zahtjev", kaže Daraio. "Željeli bismo stvoriti tkaninu koja ide od mekanih i sklopivih do krutih i nosivih na kontrolirani način." 

Ispitivanje otpornosti materijala na udarce kad je u mekanom stanju (Caltech)
Ispitivanje otpornosti materijala na udarce kad je u mekanom stanju (Caltech)

Kako bi to u stvarnosti doista izgledalo, dovoljno je prisjetiti se Batmanovog plašta iz filma "Batman: Početak" iz 2005. godine. Plašt akcijskog junaka bio je fleksibilan, ali se mogao ukrutiti kad bi ga može se po volji ukrutiti kad bi to zatrebalo Vitezu tame u nevolji. Uostalom, materijali koji na sličan način mijenjaju svojstva već postoje svuda oko nas. 

"Sjetite se kave u vakuumiranom pakiranju. Dok je zapakirana, ona je čvrsta, no čim je otvorite ona postaje rastresita i možete je vaditi žličicom", kaže Daraio. Talozi kave i čestice pijeska imaju složene, ali nepovezane oblike i mogu se ukrutiti samo kada su komprimirani. Redovi povezanih prstenova, međutim, mogu se učvrstiti i pod tlakom i pod naponom.

Isti materijal u krutom stanju (Caltech)
Isti materijal u krutom stanju (Caltech)

Pametna nosiva oprema

Istraživači s Caltecha osmisli su niz konfiguracija povezanih čestica: kocke, oktaedre, 3D otisnute polimera i metale. Pokazalo se da oblik koji podsjeća na žičane viteške košulje najbolje odgovara njihovim predodžbama.

"Ove tkanine imaju potencijalnu primjenu u pametnoj nosivoj opremi: kad ih se ne omekša, lagane su, usklađene i ugodne za nošenje; kad se ukrute postaju zaštitni sloj na tijelu nositelja", kažu istraživači.

Materijal inspiriran čeličnim košuljama srednjovjekovnih viteza
Materijal inspiriran čeličnim košuljama srednjovjekovnih viteza

Kako funkcionira srednjovjekovni oklop otprilike je svakom jasno, no Daraio ima objašnjenje i za to kako bi se od takvog materijala mogao napraviti most koji bi se odmotavao po potrebi. Kroz materijal bi se provukli kabeli koji bi se zatim zatezali i tako učvršćivali čestice. 

"Zamislite ove kabele kao vezice na kapuljači ili cipelama", kaže Daraio koja istražuje i druge mogućnosti. Paralelno s radom na takozvanim pametnim površinama koje mogu mijenjati oblike u određene konfiguracije po želji, ona propitkuje i metodu kontrole oblika površine ugrađivanjem mreža od elastomera tekućih kristala koji reagiraju na toplinu (LCE), tankih polimernih traka koje se skupljaju pri zagrijavanju. 

Simulacija fizičkog osjeta

Ovi LCE-ovi sadrže rastezljive grijaće zavojnice koje se mogu napuniti električnom strujom, što ih zagrijava i uzrokuje njihovo skupljanje. Kad se tekući kristali skupljaju, oni uvlače i fleksibilni materijal u koji su ugrađeni i stišću ga u unaprijed oblikovani čvrsti oblik.

Kad se ukruti, ovaj bi materijal mogao poslužiti i kao most (Caltech)
Kad se ukruti, ovaj bi materijal mogao poslužiti i kao most (Caltech)

To bi se pak moglo koristiti kod izrade medicinskih uređaji i haptika koji koriste tehnologiju za simulaciju fizičkog osjeta za virtualnu stvarnost. Istraživači planiraju minijaturizirati i optimizirati dizajn strukturiranih tkanina i pametnih sustava kako bi ih približili praktičnoj primjeni.

📢 TOP!

TOP!

HP ponuda

Veliki izbor vrhunskih HP laptopa za igru, multimediju i rad ćekaju te u Linksu!

Od 2399 kn Kupi


Prijenosni BT zvučnik

HARMAN KARDON Citation 200

Vrhunski dizajn i sofisticiranost, HD zvuk, streaming putem WiFi ili BT veze, IPX4, do 8 sati reprodukcije, 40Hz–20kHz, 50W RMS, >80dB.

2.699 kn Kupi

Gramofon sa EBLT pogonskim remenom

REGA Planar 2

RB220 tonarma, 24 V motor niske buke i vibracija, Rega Carbon MM zvučnica, tanjur poboljšane preciznosti 'Optiwhite' 10 mm.

4.649 kn Kupi

5.2-kanalni 8K AV prijemnik

DENON AVR-S660H

Glasovna kontrola i ugrađeni HEOS®, vrhunsko 3D audio iskustvo, bežični streaming glazbe, BT, WiFi, Dolby TrueHD ili DTS-HD Master Audio 5.1 surround zvuk, podržava najnovije HDMI specifikacije.

4.549 kn Kupi