Multifunkčné materiály meniace tvar ponúkajú nekonečné možnosti využitia

Výskumníci z Harvardskej školy inžinierstva a aplikovaných vied Johna A. Paulsona vyvinuli materiál meniaci tvar, ktorý dokáže nadobudnúť a udržať akýkoľvek tvar. Dláždi tak cestu k typu multifunkčného materiálu, ktorý by sa dal použiť v širokom rozsahu – od robotiky a biotechnológie až po architektúru.

Tím začal s neutrálne stabilným článkom s dvoma pevnými prvkami, vzperou a pákou, a dvoma rozťahovateľnými elastickými pružinami. Vo všeobecnosti platí, že neutrálne stabilný systém, kombinácia tuhých a elastických prvkov, vyrovnáva energiu článkov, vďaka čomu je každý neutrálne stabilný, čo znamená, že môže prechádzať medzi nekonečným počtom pozícií alebo orientácií a byť stabilný v ktorejkoľvek z nich.

Výskumníci označili svoju zostavu ako „totimorfné materiály“ pre jej schopnosť nadobudnúť akýkoľvek stabilný tvar. Vedci spojili jednotlivé členy s prirodzene stabilnými kĺbmi, pričom z jednotlivých totimorfných článkov vytvorili 2D a 3D štruktúry. Na preukázanie schopnosti materiálu meniť tvar použil tím matematické modelovanie aj demonštrácie v reálnom svete. Ukázali, že jedna vrstva totimorfných článkov sa môže zakriviť, skrútiť sa do špirály a dokonca niesť záťaž.

Keďže tieto materiály sú založené na geometrii, mohli by sa zmenšiť, aby sa dali použiť ako senzory v robotike alebo biotechnológii, alebo by sa mohli zväčšiť na použitie v architektonickej mierke. Výskum bol publikovaný v časopise Proceedings of the National Academy of Sciences.

Zdroj: phys.org.