Badania i rozwój materiałów samonaprawiających się w USA można zastosować w samolotach i pojazdach naziemnych
2020-10-13
Według doniesień naukowcy z armii amerykańskiej i uniwersytetu Texas A&M opracowali nowy rodzaj materiału polimerowego w ramach badań mających na celu ulepszenie przyszłych bezzałogowych statków powietrznych i samochodów-robotów, które mogą się odkształcać i automatycznie regenerować.
We wczesnych badaniach materiał z żywicy epoksydowej wydrukowany w 3D, który pojawił się po raz pierwszy, może reagować na bodźce. Naukowcy mają nadzieję, że w przyszłości uda się wbudować w nią inteligentną technologię, dzięki której będzie ona mogła automatycznie dostosowywać się do otoczenia, bez kontroli ze strony świata zewnętrznego. Naukowcy biorący udział w badaniu stwierdzili: „Mamy nadzieję zbudować system materialny, który będzie mógł jednocześnie posiadać strukturę, funkcje wykrywania i reagowania”.
Naukowcy zaprojektowali przyszłą platformę odpowiednią do misji powietrznych i naziemnych, posiadającą cechy T-1000 z hollywoodzkiego filmu „Terminator 2”. W tym przebojowym filmie Terminator jest wykonany z ciekłego metalu, a jego ramię można zamienić w broń do dźgania ludzi. Potrafi także sam się naprawić po trafieniu strzelbą kalibru 12 i granatnikiem 40 mm.
Jak dotąd materiały opracowane przez badaczy potrafią reagować na temperaturę. Naukowcy najpierw wybrali ten materiał ze względu na łatwość użycia go w testach laboratoryjnych.
Polimery składają się z powtarzających się jednostek, podobnie jak ogniwa łańcucha. Według doniesień łańcuchy bardziej miękkich polimerów są połączone tylko w niewielkim stopniu poprzez usieciowanie. Im więcej usieciowań pomiędzy łańcuchami, tym wyższa twardość materiału.
Naukowcy stwierdzili: „Większość materiałów usieciowanych, zwłaszcza tych wytwarzanych metodą druku 3D, ma zwykle ustaloną formę, co oznacza, że po wyprodukowaniu części materiały nie będą przetwarzane ani topione. Nowe materiały mają klucz dynamiczny, który pozwala na wielokrotną zmianę stanu ciekłego w stały, dzięki czemu można go wydrukować w 3D lub poddać recyklingowi.
Takie dynamiczne klucze powodują unikalne zachowanie pamięci kształtu, dzięki czemu materiał można zaprogramować i wyzwolić, aby powrócił do kształtu pamięci. Ta elastyczność prowadzi do otrzymania zarówno miękkiego polimeru przypominającego gumę, jak i twardego, nośnego polimeru plastycznego.
Obecnie badania są nadal w fazie badawczo-rozwojowej. Zespół rozpoczął próby opracowania materiału do druku 3D, który można wykorzystać w zastosowaniach konstrukcyjnych do wytwarzania komponentów do dronów, a nawet wiropłatów.
Naukowcy stwierdzili: „Obecnie możemy z łatwością osiągnąć 80% wskaźnika samoleczenia materiału w temperaturze pokojowej, ale mamy nadzieję osiągnąć 100%. Ponadto mamy również nadzieję, że materiał będzie mógł reagować na inne bodźce inne niż temperatura Na przykład w przypadku światła będziemy badać możliwość osadzania niektórych inteligentnych technologii niskiego poziomu, aby umożliwić automatyczne dostosowywanie się materiałów bez konieczności inicjowania tego procesu przez użytkowników”.
Przedrukowano ze społeczności Gasgoo