Postavke privatnosti

Rekonfigurowalne mechaniczne metamateriały: rewolucja w technologii materiałowej na rzecz zrównoważonej przyszłości o właściwościach wielofunkcyjnych

Innowacyjne rekonfigurowalne metamateriały mechaniczne rewolucjonizują technologię, umożliwiając obiektom zmianę właściwości z miękkich na sztywne i odwrotnie, zmniejszając w ten sposób zapotrzebowanie na różne zasoby i torując drogę do zrównoważonej przyszłości.

Rekonfigurowalne mechaniczne metamateriały: rewolucja w technologii materiałowej na rzecz zrównoważonej przyszłości o właściwościach wielofunkcyjnych
Photo by: Domagoj Skledar/ arhiva (vlastita)

W codziennym życiu używamy przedmiotów posiadających określone właściwości umożliwiające im pełnienie określonych funkcji. Na przykład miękkość poduszki zapewnia komfort, podczas gdy sztywność wałka do ciasta umożliwia równomierne wałkowanie. Raz wykonane, te przedmioty nie mogą zmienić swoich właściwości. Poduszka nigdy nie stanie się wałkiem do ciasta, a wałek do ciasta nie zapewni komfortu jak poduszka.

Ale wyobraź sobie przedmiot, który może zmieniać swoje właściwości od miękkiego do sztywnego za pomocą prostego ruchu. Taki przedmiot może być miękki jak poduszka w jednym momencie i sztywny jak wałek do ciasta w drugim. Ta wielofunkcyjność może znacznie zmniejszyć potrzebę różnych zasobów, wprowadzając rewolucję w zrównoważonym stosowaniu codziennych technologii.

Postęp w materiałach
Mój zespół i ja badamy rekonfigurowalne mechaniczne metamateriały, które stanowią nową klasę materiałów z adaptacyjną strukturą wewnętrzną. Te materiały mają unikalną zdolność do przełączania się między trzema antagonistycznymi stanami: floppy, sztywny i wielostabilny. Oznacza to, że ich właściwości można zmieniać w miarę potrzeb, umożliwiając materiałowi bycie twardym lub miękkim, a nawet zachowywanie energii.

Obiekt wykonany z tych metamateriałów może stać się sztywny, aby wytrzymać siły zewnętrzne, dostosować kształt jak mechanizm floppy lub absorbować energię jak materiał wielostabilny. Ta zdolność czyni go niezwykle użytecznym do różnych zastosowań.

Adaptacja po produkcji
Kluczowym elementem tych materiałów jest meta-łącze, które umożliwia zmianę właściwości po wytworzeniu. Zmiana następuje poprzez stosowanie sił w określonych punktach, gdzie krawędzie się łączą, tworząc elastyczne łącze. W jednym stanie blok jest sztywny, ponieważ staw nie jest aktywowany, podczas gdy w innym stanie aktywacja stawu umożliwia lokalną rotację, sprawiając, że staje się elastyczny.

Ten rekonfigurowalny blok może być używany do tworzenia struktur z adaptacyjnymi właściwościami. Na przykład belka może być sztywna lub elastyczna w zależności od przyłożonego obciążenia. Ponadto bloki można łączyć w dwóch wymiarach, aby tworzyć różne konfiguracje, każda z własnymi cechami: sztywna, floppy lub wielostabilna.

Praktyczne zastosowania
Te wielofunkcyjne materiały mogą być stosowane w różnych sektorach. Oprócz właściwości fizycznych, można również dostosować właściwości geometryczne. Na przykład poprzez ponowne programowanie jednostek można zmieniać rozmiar i kształt produktu.

Jednym z przykładów jest wielofunkcyjna wieszak na odzież. Poprzez selektywne aktywowanie stawów, wieszak może się składać, aby zaoszczędzić miejsce lub rozwinąć, aby pomieścić odzież różnych rozmiarów. Ten poziom adaptacyjności prowadzi do bardziej zrównoważonego wykorzystania zasobów.

Klasa metamateriałów all-in-one pomaga w tworzeniu wielofunkcyjnych produktów. Wielofunkcyjność obiecuje zmniejszenie zużycia zasobów, otwiera zrównoważoną ścieżkę dla przyszłych technologii i przyczynia się do osiągania celów zrównoważonego rozwoju, tworząc tym samym bardziej zieloną i odporną przyszłość.

Oryginał:
Damiano Pasini
Profesor mechaniki i materiałów na Uniwersytecie McGill

Znajdź nocleg w pobliżu

Czas utworzenia: 17 lipca, 2024

Redakcja nauki i technologii

Nasza Redakcja Nauki i Technologii powstała z wieloletniej pasji do badania, interpretowania i przybliżania złożonych tematów zwykłym czytelnikom. Piszą u nas pracownicy i wolontariusze, którzy od dziesięcioleci śledzą rozwój nauki i innowacji technologicznych – od odkryć laboratoryjnych po rozwiązania zmieniające codzienne życie. Choć piszemy w liczbie mnogiej, za każdym tekstem stoi prawdziwa osoba z dużym doświadczeniem redakcyjnym i dziennikarskim oraz głębokim szacunkiem dla faktów i informacji możliwych do zweryfikowania.

Nasza redakcja opiera swoją pracę na przekonaniu, że nauka jest najsilniejsza wtedy, gdy jest dostępna dla wszystkich. Dlatego dążymy do jasności, precyzji i zrozumiałości, unikając uproszczeń, które mogłyby obniżyć jakość treści. Często spędzamy godziny, analizując badania, dokumenty techniczne i źródła specjalistyczne, aby każdy temat przedstawić w sposób ciekawy, a nie obciążający. W każdym tekście staramy się łączyć wiedzę naukową z codziennym życiem, pokazując, jak idee z ośrodków badawczych, uniwersytetów i laboratoriów technologicznych kształtują świat wokół nas.

Wieloletnie doświadczenie dziennikarskie pozwala nam rozpoznać to, co dla czytelnika naprawdę ważne – niezależnie od tego, czy chodzi o postępy w sztucznej inteligencji, odkrycia medyczne, rozwiązania energetyczne, misje kosmiczne czy urządzenia, które trafiają do naszego życia codziennego, zanim zdążymy pomyśleć o ich możliwościach. Nasze spojrzenie na technologię nie jest wyłącznie techniczne; interesują nas także ludzkie historie stojące za wielkimi osiągnięciami – badacze, którzy latami dopracowują projekty, inżynierowie zamieniający idee w działające systemy oraz wizjonerzy przesuwający granice możliwości.

W naszej pracy kieruje nami również poczucie odpowiedzialności. Chcemy, by czytelnik mógł zaufać informacjom, które podajemy, dlatego sprawdzamy źródła, porównujemy dane i nie spieszymy się z publikacją, jeśli coś nie jest całkowicie jasne. Zaufanie buduje się wolniej niż pisze wiadomość, ale wierzymy, że tylko taki dziennikarski wysiłek ma trwałą wartość.

Dla nas technologia to coś więcej niż urządzenia, a nauka to coś więcej niż teoria. To dziedziny, które napędzają postęp, kształtują społeczeństwo i otwierają nowe możliwości dla wszystkich, którzy chcą zrozumieć, jak działa świat dziś i dokąd zmierza jutro. Dlatego podchodzimy do każdego tematu z powagą, ale i z ciekawością – bo to właśnie ciekawość otwiera drzwi najlepszym tekstom.

Naszą misją jest przybliżanie czytelnikom świata, który zmienia się szybciej niż kiedykolwiek wcześniej, w przekonaniu, że rzetelne dziennikarstwo może być mostem między ekspertami, innowatorami i wszystkimi, którzy chcą zrozumieć, co dzieje się za nagłówkami. W tym widzimy nasze właściwe zadanie: przekształcać to, co złożone, w zrozumiałe, to, co odległe, w bliskie, a to, co nieznane, w inspirujące.

UWAGA DLA NASZYCH CZYTELNIKÓW
Karlobag.eu dostarcza wiadomości, analizy i informacje o globalnych wydarzeniach oraz tematach interesujących czytelników na całym świecie. Wszystkie opublikowane informacje służą wyłącznie celom informacyjnym.
Podkreślamy, że nie jesteśmy ekspertami w dziedzinie nauki, medycyny, finansów ani prawa. Dlatego przed podjęciem jakichkolwiek decyzji na podstawie informacji z naszego portalu zalecamy konsultację z wykwalifikowanymi ekspertami.
Karlobag.eu może zawierać linki do zewnętrznych stron trzecich, w tym linki afiliacyjne i treści sponsorowane. Jeśli kupisz produkt lub usługę za pośrednictwem tych linków, możemy otrzymać prowizję. Nie mamy kontroli nad treścią ani politykami tych stron i nie ponosimy odpowiedzialności za ich dokładność, dostępność ani za jakiekolwiek transakcje przeprowadzone za ich pośrednictwem.
Jeśli publikujemy informacje o wydarzeniach lub sprzedaży biletów, prosimy pamiętać, że nie sprzedajemy biletów ani bezpośrednio, ani poprzez pośredników. Nasz portal wyłącznie informuje czytelników o wydarzeniach i możliwościach zakupu biletów poprzez zewnętrzne platformy sprzedażowe. Łączymy czytelników z partnerami oferującymi usługi sprzedaży biletów, jednak nie gwarantujemy ich dostępności, cen ani warunków zakupu. Wszystkie informacje o biletach pochodzą od stron trzecich i mogą ulec zmianie bez wcześniejszego powiadomienia.
Wszystkie informacje na naszym portalu mogą ulec zmianie bez wcześniejszego powiadomienia. Korzystając z tego portalu, zgadzasz się czytać treści na własne ryzyko.