Эти себя

Sep 03, 2023

Дженнифер Уэллетт - 30 августа 2022 г., 19:36 UTC

Ученые из Еврейского университета в Иерусалиме создали чернила для дерева, которые можно экструдировать в плоские деревянные конструкции, которые при высыхании и усадке трансформируются в сложные трехмерные формы. Исследователи представили свои исследования на встрече Американского химического общества на прошлой неделе в Чикаго. Однажды эту технику можно будет использовать для изготовления мебели или других деревянных изделий, которые можно будет доставить в разложенном виде к месту назначения, а затем высушить для придания желаемой окончательной формы.

Как мы сообщали ранее, разработка новых материалов, изменяющих форму, является очень активной областью исследований, поскольку существует так много многообещающих применений, таких как создание искусственных мышц — искусственных материалов, приводов или подобных устройств, имитирующих сокращение, расширение и вращательные (крутящие) характеристики движения естественной мышцы. Изменение формы происходит в ответ на внешний раздражитель.

Например, большинство искусственных мышц спроектированы так, чтобы реагировать на электрические поля (например, электроактивные полимеры), изменения температуры (например, сплавы с памятью формы и леска) и изменения давления воздуха с помощью пневматики. В 2019 году группа японских исследователей добавила в кристаллический органический материал полимер, чтобы сделать его более гибким, продемонстрировав свою концепцию, используя свой материал, чтобы заставить бумажную куклу из алюминиевой фольги делать приседания.

В 2020 году ученые Массачусетского технологического института успешно создали плоские структуры, способные трансформироваться в гораздо более сложные структуры, включая человеческое лицо. В этих конструкциях использовалась та же технология производства, что и при 3D-печати, но они были спроектированы так, чтобы со временем деформироваться в ответ на изменения влажности и температуры. Однажды их можно будет использовать для изготовления палаток, которые смогут самостоятельно разворачиваться и надуваться при изменении температуры или других условий окружающей среды. Другие потенциальные области применения включают деформируемые линзы телескопов, стенты, каркасы для искусственных тканей и мягкую робототехнику.

В прошлом году Luxo, Jr., торговая марка Pixar, анимированная лампа со сбалансированным кронштейном Luxo, помогла вдохновить на новый подход к созданию многофункциональных изменяющих форму материалов для робототехники, биотехнологий и архитектуры. Физики из Университета Кейс Вестерн Резерв и Университета Тафтса придумали, как удаленно манипулировать обычно плоской поверхностью жидкого кристалла без каких-либо внешних раздражителей (таких как давление или тепло), изменяя его внешний вид просто при наличии поблизости неровной поверхности. . А ученые из Университета Карнеги-Меллон создали простой механизм изготовления плоских макарон для транспортировки, которые при приготовлении принимают определенную трехмерную форму.

Типичные производственные технологии рассматривают такие материалы, как дерево, как пассивные объекты, которым необходимо активно придавать форму. «Вы прессуете его, сгибаете, вырезаете, обрабатываете, чтобы получить желаемую форму», — сказал Эран Шарон во время пресс-конференции на заседании ACS. «Если вы посмотрите на природу, то увидите, что ничто не устроено таким образом. Ткань мягко расширяется, и форма возникает в результате этого распределения различных расширений и сжатий. Это самоморфизация. Мы хотели вернуться к истокам этой концепции, чтобы природу и делай это с деревом».