Formwandelnde Kohlefaser PNAS
Stellen Sie sich vor, Sie sehen Windturbinenblätter Ändern der Form, um die Effizienz zu maximieren, oder Flugzeugflügel, die sich ohne Verwendung von hydraulischen Rudern oder Querrudern von selbst bewegen.
Dies sind nur zwei der großartigen Anwendungen, die ein neues Kohlefasermaterial dank eines Forscherteams in Schweden zum Leben erwecken könnte. KTH Royal Institute of Technology Forscher haben ihre Proof-of-Concept-Studie vorgestellt und in der Verfahren der National Academy of Sciences der Vereinigten Staaten von Amerika PNAS.
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Formänderungstechnik
Das neue Festkörper-Kohlefaserverbund Forscher des KTH Royal Institute of Technology enthüllen, dass Forscher dank elektronischer Impulse ihre Form ändern können.
Mitautor der Studie Daniel Zenkert erklärte, dass das Material alle nützlichen Eigenschaften von formverändernden Materialien aufweist. Dies geschieht jedoch ohne die Probleme, auf die andere Projekte gestoßen sind, wie z. B. Gewicht und unzureichende mechanische Steifigkeit.
"Formverschiebungstechnologien werden normalerweise in der Robotik, in Satellitenauslegern und mehr verwendet, dank Systemen mit schweren mechanischen Motoren, hydraulischen und pneumatischen Pumpen oder Magneten", sagte Zenkert . Diese Arten von mechanischen Systemen sind als "parasitäres Gewicht" bekannt und kosten viel Wartung.
Eine Möglichkeit, die Kosten so gering wie möglich zu halten und sich von hochbelastbaren mechanischen Systemen fernzuhalten, ist die Verwendung von Festkörper-Morphing-Materialien.
Zenkert erklärt " Wir haben ein völlig neues Konzept entwickelt. Es ist leicht, steifer als Aluminium und das Material ändert seine Form durch elektrischen Strom. "Das Material kann große Verformungen erzeugen und diese ohne zusätzliche Kraft halten, selbst wenn es mit geringen Raten ausgeführt wird.er erwähnte.
Das Team zusammengesetzt besteht aus drei Schichten . Zwei dieser Schichten sind handelsübliche Kohlenstofffasern, die auf beiden Seiten des dünnen Separators mit Lithiumionen dotiert sind. Durch Hinzufügen von elektrischem Strom können sich die Lithiumionen von einer Seite zur anderen bewegen, wodurch sich das normalerweise gerade Material biegt.Durch einfaches Umkehren des Stroms kann das Material in seinen vorherigen ungebogenen Zustand zurückkehren.
"Wir arbeiten seit einiger Zeit mit Strukturbatterien wie Kohlefaserverbundwerkstoffen, die wie eine Lithium-Ionen-Batterie auch Energie speichern." sagte Zenkert . "Jetzt haben wir die Arbeit weiterentwickelt. Wir erwarten, dass dies zu völlig neuen Konzepten für Materialien führt, die ihre Form nur durch elektrische Steuerung ändern, Materialien, die auch leicht und starr sind."
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