Revolučný dizajn: štruktúry, ktoré sa pri naťahovaní skracujú

Predstavte si, že ťaháte za gumičku, no namiesto toho, aby sa natiahla, sa skráti. Znie to neuveriteľne, ale presne takýto materiál vyvinuli vedci. Tento jav, nazývaný „kontra-zaskakovanie“, je fascinujúcim odklonom od toho, ako sa materiály bežne správajú. Výskumníci z holandských inštitútov AMOLF a ARCNL vytvorili mechanické štruktúry, ktoré sa pri ťahu správajú opačne, ako by sme čakali – neskracujú sa, ale „zaskočia“ dovnútra.

Zdroj Foto: Obrázok poskytnutý výskumníkmi / AMOLF

Tento objav otvára nové možnosti pre mäkkú robotiku, inteligentné zariadenia či systémy na kontrolu vibrácií. Kľúčom k tomuto zvláštnemu správaniu je šikovný dizajn. Vedci neskúšali vytvoriť zložitú štruktúru naraz, ale začali s menšími, jednoduchšími časťami, ktoré špecificky skombinovali. Výsledkom sú materiály, ktoré sa pri ťahaní náhle zmrštia, čo sa predtým považovalo za takmer nemožné.

Zdroj Foto: Obrázok poskytnutý výskumníkmi / AMOLF

Ako povedal Paul Ducarme, jeden z autorov štúdie, je to ako objavenie nového stavebného bloku pre mechanické systémy. Tradične očakávame, že ťah materiál predĺži, no kontra-zaskakovanie ukazuje pravý opak. Tieto štruktúry by mohli nájsť uplatnenie v rôznych oblastiach. Napríklad pri vytváraní jednosmerného pohybu bez motorov, čo by sa hodilo pre mäkké roboty, ako sú tie medicínske, ktoré sa pohybujú v tele.

Ďalej by mohli slúžiť na výrobu materiálov, ktoré na požiadanie menia tuhosť – ideálne pre exoskelety alebo protetiku, ktoré musia byť flexibilné, no vedia okamžite stuhnúť pre podporu. Tiež by mohli pasívne tlmiť vibrácie v lietadlách, veterných turbínach alebo budovách v oblastiach náchylných na zemetrasenia.

Dôležitú úlohu pri výrobe týchto štruktúr zohráva 3D tlač, ktorá umožňuje presné vytvorenie potrebných zložitých tvarov. Výskumníci veria, že toto je len začiatok. Podobne ako sa tradičné zaskakovanie používa v stanoch či hračkách, kontra-zaskakovanie by mohlo byť súčasťou novej generácie inteligentnejších a adaptívnejších technológií. Tento objav tak nie je len vedeckou zaujímavosťou, ale môže zmeniť spôsob, akým navrhujeme mechanické systémy.

Zdroj: newatlas.com.

Zdroj Foto: Obrázok poskytnutý výskumníkmi / AMOLF