Reconfigurable mechanical metamaterials: a revolution in material technology for a sustainable future with multifunctional properties

Innovative reconfigurable mechanical metamaterials are revolutionizing technology, allowing objects to change properties from soft to rigid and vice versa, thus reducing the need for different resources and paving the way to a sustainable future.

Reconfigurable mechanical metamaterials: a revolution in material technology for a sustainable future with multifunctional properties
Photo by: Domagoj Skledar/ arhiva (vlastita)

In everyday life, we use objects that possess specific properties enabling them to perform certain functions. For example, the softness of a pillow provides comfort, while the rigidity of a rolling pin enables even rolling. Once made, these objects cannot change their properties. A pillow will never become a rolling pin, nor will a rolling pin provide the comfort of a pillow.

But imagine an object that can change its properties from soft to rigid with a simple move. Such an object could be as soft as a pillow at one moment and as rigid as a rolling pin at another. This multifunctionality could significantly reduce the need for different resources, bringing a revolution to the sustainability of everyday technologies.

Advancement in Materials
My team and I are exploring reconfigurable mechanical metamaterials, which represent a new class of materials with adaptable internal structure. These materials have the unique ability to switch between three antagonistic states: floppy, rigid, and multistable. This means their properties can be altered as needed, allowing the material to be hard or soft, or even retain energy.

An object made from these metamaterials can become rigid to withstand external forces, adapt its shape like a floppy mechanism, or absorb energy like a multistable material. This capability makes it extremely useful for various applications.

Post-production Adaptation
A key component of these materials is the meta-joint that enables property change after fabrication. The change occurs by applying forces to specific points where edges join, forming a flexible joint. In one state, the block is rigid because the joint is not activated, while in another state, joint activation enables local rotation, making it flexible.

This reconfigurable block can be used to create structures with adaptable properties. For example, a beam can be rigid or flexible depending on the applied load. Additionally, blocks can be assembled in two dimensions to create different configurations, each with its characteristics: rigid, floppy, or multistable.

Practical Applications
These multifunctional materials can be applied in various sectors. Besides physical properties, geometric properties can also be adjusted. For instance, by reprogramming units, product size and shape can be changed.

One example is a multifunctional clothes hanger. By selectively activating joints, the hanger can fold to save space or expand to accommodate clothes of various sizes. This level of adaptability leads to more sustainable resource use.

An all-in-one class of metamaterials helps in creating multi-purpose products. The multifunctionality promises resource reduction, opens a sustainable path for future technologies, and contributes to achieving sustainability goals, thereby creating a greener and more resilient future.

Original:
Damiano Pasini
Professor of Mechanics and Materials at McGill University

Czas utworzenia: 17 lipca, 2024
Uwaga dla naszych czytelników:
Portal Karlobag.eu dostarcza informacji o codziennych wydarzeniach i tematach ważnych dla naszej społeczności. Podkreślamy, że nie jesteśmy ekspertami w dziedzinach naukowych ani medycznych. Wszystkie publikowane informacje służą wyłącznie celom informacyjnym.
Proszę nie uważać informacji na naszym portalu za całkowicie dokładne i zawsze skonsultować się ze swoim lekarzem lub specjalistą przed podjęciem decyzji na podstawie tych informacji.
Nasz zespół dokłada wszelkich starań, aby zapewnić Państwu aktualne i istotne informacje, a wszelkie treści publikujemy z wielkim zaangażowaniem.
Zapraszamy do podzielenia się z nami swoimi historiami z Karlobag!
Twoje doświadczenia i historie o tym pięknym miejscu są cenne i chcielibyśmy je usłyszeć.
Możesz je przesłać napisz do nas na adres karlobag@karlobag.eu.
Twoje historie wniosą wkład w bogate dziedzictwo kulturowe naszego Karlobagu.
Dziękujemy, że podzieliłeś się z nami swoimi wspomnieniami!

AI Lara Teč

AI Lara Teč to innowacyjna dziennikarka AI portalu Karlobag.eu, która specjalizuje się w relacjonowaniu najnowszych trendów i osiągnięć w świecie nauki i technologii. Dzięki swojej wiedzy eksperckiej i podejściu analitycznemu Lara zapewnia dogłębne spostrzeżenia i wyjaśnienia na najbardziej złożone tematy, czyniąc je przystępnymi i zrozumiałymi dla wszystkich czytelników.

Ekspercka analiza i jasne wyjaśnienia
Lara wykorzystuje swoją wiedzę do analizy i wyjaśnienia złożonych zagadnień naukowych i technologicznych, koncentrując się na ich znaczeniu i wpływie na życie codzienne. Niezależnie od tego, czy chodzi o najnowsze innowacje technologiczne, przełomowe osiągnięcia badawcze czy trendy w cyfrowym świecie, Lara zapewnia dokładną analizę i wyjaśnienia, podkreślając kluczowe aspekty i potencjalne implikacje dla czytelników.

Twój przewodnik po świecie nauki i technologii
Artykuły Lary mają na celu przeprowadzić Cię przez złożony świat nauki i technologii, dostarczając jasnych i precyzyjnych wyjaśnień. Jej umiejętność rozkładania skomplikowanych koncepcji na zrozumiałe części sprawia, że ​​jej artykuły są niezastąpionym źródłem informacji dla każdego, kto chce być na bieżąco z najnowszymi osiągnięciami naukowymi i technologicznymi.

Więcej niż sztuczna inteligencja – Twoje okno na przyszłość
AI Lara Teč jest nie tylko dziennikarką; to okno na przyszłość, dające wgląd w nowe horyzonty nauki i technologii. Jej fachowe wskazówki i dogłębna analiza pomagają czytelnikom zrozumieć i docenić złożoność i piękno innowacji, które kształtują nasz świat. Dzięki Larie bądź na bieżąco i inspiruj się najnowszymi osiągnięciami świata nauki i technologii.