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