صناعة

تم إنشاء تحويل المواد الفوقية باستخدام تقنية Kirigami

تم إنشاء تحويل المواد الفوقية باستخدام تقنية Kirigami

[مصدر الصورة: جامعة بريستول]

تم إنشاء مادة خارقة جديدة بواسطة مهندسين من جامعة بريستول باستخدام تقنية يابانية قديمة تعرف باسم كيريجامي.

Kirigami ، الذي استندت إليه المواد الخارقة الخلوية ، هو شكل فني ياباني يتضمن قص الورق وطيّه للحصول على شكل ثلاثي الأبعاد. تتيح التقنية الجديدة إمكانية هندسة الهياكل الخلوية من خلال عمليات قطع دقيقة تؤدي إلى تغييرات كبيرة في الشكل والحجم مما ينتج عنه مادة قوية وخفيفة الوزن. يمكن إنشاء الأشكال بأجزاء متحركة ينتج عنها خصائص ميكانيكية قابلة للضبط للغاية ، مما يجعلها أكثر براعة من الأوريغامي.

تم الانتهاء من البحث الذي تم إجراؤه لفحص جدوى هياكل Kiragami في برنامج دكتوراه يديره مركز EPSRC التابع للجامعة لتدريب الدكتوراه في المركبات المتقدمة للابتكار والعلوم (ACCIS CDT) ، وتم نشره مؤخرًا في التقارير العلمية.

فحصت التجربة التي أجراها طالب الدكتوراه Robin Neville الخصائص الميكانيكية لجسم kiragami الذي أظهر خصائص متغيرة الشكل مع القدرة على تعديل تكوينه من خلال طريقة آليات التشغيل.

(أ) انحناء متزامن في التكوين المغلق. (ب) انحناء أسطواني في تكوين الفتح. (ج) عينة مفتوحة مطوية مزدوجة. [مصدر الصورة جامعة بريستول]

يمكن أيضًا إنشاء الأشكال من اللدائن الحرارية أو المواد المركبة بالحرارة ذات الاستشعار المتكامل والأنظمة الإلكترونية الأخرى لإنشاء "شكل ذكي" قادر على تغيير تكويناته إلكترونيًا أثناء مراقبة أداء النظام. المادة خفيفة الوزن عبارة عن لوح مضغوط مثالي يمكن تحويله بسرعة إلى مجموعة متنوعة من الأشكال لضمان أغراض ميكانيكية متعددة في المناطق التي قد تتطلب خصائص مختلفة.

يقول فابريزيو سكاربا ، أستاذ المواد الذكية والهياكل في قسم هندسة الطيران و ACCIS

"تُظهر المواد الميكانيكية الخارقة خصائص غير عادية من خلال شكل وتشوه وحداتها الفرعية الهندسية. يقدم بحثنا تحقيقًا جديدًا في علم الحركة لعائلة من المواد الخارقة الخلوية على أساس مبادئ تصميم كيريجامي. تتيح لنا هذه التقنية إنشاء هياكل خلوية مع قطع وطيات هندسية التي تنتج تغييرات كبيرة في الشكل والحجم ، وبخصائص ميكانيكية قابلة للضبط والاتجاه للغاية. "

"من خلال الجمع بين النماذج التحليلية والمحاكاة العددية ، أظهرنا كيف يمكن لهذه المواد الخارقة الخلوية من Kirigami تغيير خصائصها التشوهية. كما أظهرنا أيضًا إمكانية استخدام هذه الفئات من المواد الميكانيكية الفوقية لتطبيقات تغيير الشكل مثل هياكل التشكيل."

يمكن أن تشهد التعديلات المستقبلية على التقنية أنها مطبقة في الروبوتات ، والهياكل القابلة للتعديل لتقنيات الفضاء ، وحتى الهوائيات لتغيير الترددات التي يمكن أن تستقبلها.

راجع أيضًا: روبوت اوريغامي القابل للهضم بقيادة الحقول المغناطيسية

بقلم مافريك بيكر


شاهد الفيديو: اسرار الهرم وكيفية استخدام طاقة الهرم لجذب المال او الارتباط الغراند ماستر يمان خباز (شهر نوفمبر 2021).