Yhdysvaltain itsekorjautuvien materiaalien tutkimus- ja kehitystyötä voidaan käyttää lentokoneissa ja maa-ajoneuvoissa

2020-10-13

Raporttien mukaan Yhdysvaltain armeijan ja Texas A&M -yliopiston tutkijat ovat kehittäneet uudentyyppistä polymeerimateriaalia tutkimuksessa, jonka tarkoituksena on parantaa tulevaisuuden miehittämättömiä lentokoneita ja robottiautoja, jotka voivat muotoutua ja itsekorjautuvat automaattisesti.

Varhaisessa tutkimuksessa ensimmäistä kertaa ilmestynyt 3D-painettu epoksihartsimateriaali pystyy reagoimaan ärsykkeisiin. Tutkijat toivovat, että siihen voidaan tulevaisuudessa upottaa älyteknologiaa niin, että se mukautuu automaattisesti ympäristöön ilman, että ulkomaailma hallitsee sitä. Tutkijat sanoivat: "Toivomme rakentavamme materiaalijärjestelmän, jolla voi olla samanaikaisesti rakenne-, tunnistus- ja vastetoimintoja."

Tutkijat visioivat tulevaisuuden ilma- ja maalentoihin sopivan alustan, jolla on Hollywood-elokuvan "Terminaattori 2" T-1000:n ominaisuudet. Tässä hittielokuvassa Terminator on valmistettu nestemäisestä metallista ja sen varresta voidaan tehdä ase ihmisten puukottamista varten. Se voi myös korjata itsensä, kun siihen osui 12-kaliiperinen haulikko ja 40 mm:n kranaatinheitin.

Tähän asti tutkijoiden kehittämät materiaalit voivat reagoida lämpötilaan. Tutkijat valitsivat ensin tämän materiaalin, koska sitä on helppo käyttää laboratoriotesteissä.

Polymeerit on tehty toistuvista yksiköistä, aivan kuten ketjun lenkit. Raporttien mukaan pehmeämpien polymeerien ketjut yhdistetään vain kevyesti silloituksella. Mitä enemmän ristisidoksia ketjujen välillä on, sitä suurempi on materiaalin kovuus.

Tutkijat sanoivat: "Useimmilla silloitetuilla materiaaleilla, erityisesti 3D-tulostuksella valmistetuilla, on yleensä kiinteä muoto, eli kun osat on valmistettu, materiaaleja ei käsitellä tai sulattaa. Uusilla materiaaleilla on dynaaminen avain, jonka avulla se voi muuttua nestemäisestä kiinteäksi useita kertoja, joten se voidaan tulostaa 3D- tai kierrättää."

Tällaiset dynaamiset avaimet johtavat ainutlaatuiseen muotomuistin käyttäytymiseen, joten materiaali voidaan ohjelmoida ja laukaista palaamaan muistin muotoon. Tämän joustavuuden ansiosta saadaan sekä pehmeä kumimainen polymeeri että kova, kantava muovipolymeeri.

Tällä hetkellä tutkimus on vielä tutkimus- ja kehitysvaiheessa. Tiimi alkoi yrittää kehittää 3D-tulostusmateriaalia, jota voidaan käyttää rakennesovelluksissa droneiden ja jopa roottoreiden komponenttien valmistukseen.

Tutkijat sanoivat: "Tällä hetkellä voimme helposti saavuttaa 80 % materiaalin itseparantumisnopeuden huoneenlämmössä, mutta toivomme saavuttavamme 100%. Lisäksi toivomme myös, että materiaali pystyy reagoimaan muihin ärsykkeisiin kuin lämpötilaan. Esimerkiksi kevyt Jatkossa tutkimme joidenkin matalan tason älykkäiden teknologioiden sisällyttämistä, jotta materiaalit mukautuvat automaattisesti ilman, että käyttäjien tarvitsee aloittaa prosessia.

Uudelleenpainotettu Gasgoo-yhteisöstä