Das von Kettenhemden inspirierte Material. Caltech
Ingenieure des California Institute of Technology Caltech und der Nanyang Technological University NTU in Singapur haben sich zusammengetan, um ein von Kettenhemden inspiriertes Gewebe zu entwickeln, das sich unter Druck von einem flüssigen, formbaren Material in ein festes Schutzmaterial verwandelt.eine Presseerklärung enthüllt.
Das Material könnte für eine Vielzahl potenziell lebensverändernder Anwendungen verwendet werden, darunter als intelligentes Gewebe für Exoskelette, für einen Gipsverband, der bei Bedarf mehr oder weniger steif wird, um die Heilung einer Verletzung zu erleichtern, und als entfaltbare Brücke, die geworfen werden könnteüber ein Hindernis und versteift, so dass Menschen leicht darüber gehen können.
Kettenpost-inspirierter Stoff trägt das 50-fache seines Eigengewichts
Das Team hat sich zum Ziel gesetzt, "einen Stoff zu schaffen, der auf kontrollierbare Weise von weich und faltbar zu starr und tragfähig wird", sagte Chiara Daraio, eine korrespondierende Autorin der Studie des Teams, die in veröffentlicht wurde.das TagebuchNatur. Die Forscher entwickelten das Material durch eine Kombination von Versuch und Irrtum mit verschiedenen Materialtypen und Computersimulationen der verschiedenen Muster und ihrer Eigenschaften.
Sie vergleichen den zähen Zustand ihres Materials damit, wie eine Packung Reis vakuumversiegelt extrem hart sein kann – nach dem Öffnen fließt es jedoch wie eine Flüssigkeit aus dem Beutel. Der Schlüssel zum Material des Teams war die Kontrolle dieses ProzessesUnten sehen Sie eine Demonstration des weichen, nicht eingeklemmten Materials, das von einer Metallkugel getroffen wird.
Und hier ist das gleiche Material, vom gleichen Ball getroffen, aber im verklemmten Zustand – es ist deutlich schlagfester und viel stabiler.
Das von der Gruppe internationaler Forscher entwickelte Material besteht aus Hunderten von 3D-gedruckten hohlen, 8-seitigen Dreiecksformen, die aus Kunststoff oder Aluminium hergestellt werden können. Durch das Zusammendrücken dieser dreieckigen Formen mit einem Kunststoff-Vakuumgehäuse hat das Teamkonnten zeigen, dass ihr Material eine Belastung von mehr als dem 50-fachen des Eigengewichts der Stoffe tragen kann.
Das smarte Wearable der Zukunft
"Diese Stoffe haben potenzielle Anwendungen in intelligente tragbare Ausrüstung: Wenn sie nicht eingeklemmt sind, sind sie leicht, nachgiebig und angenehm zu tragen; nach dem Verklemmen werden sie zu einer stützenden und schützenden Schicht am Körper des Trägers", sagte Caltech-Postdoc-Forscher Yifan Wang, jetzt Assistenzprofessor an der NTU.
Die Forscher sagen auch, sie könnten ein Kabel durch eine leichte Rolle des Materials führen, das über einem Fluss oder einer Schlucht aufgehängt wurde, und dann die Kabel festziehen, um die Teile zusammenzuklemmen und sie zäh zu machen. „Stellen Sie sich diese Kabel wie die Zugbänder voran einem Kapuzenpullover", sagte Wang. Kleine Streifen des kettenhemdartigen Materials könnten auch als Rückenstütze oder als tragender Streifen für Exoskelett-Benutzer verwendet werden oder zur Verbesserung haptische Feedback-Technologien für Virtual-Reality-Sets. Das Material könnte daher eine große Rolle spielen in militärischen, medizinischen und sogar Heimelektronik-Innovationen der Zukunft.