การวิจัยและพัฒนาวัสดุซ่อมแซมตัวเองของสหรัฐอเมริกาสามารถใช้กับเครื่องบินและยานพาหนะภาคพื้นดินได้

2020-10-13

ตามรายงาน นักวิจัยจากกองทัพสหรัฐฯ และมหาวิทยาลัย Texas A&M ได้พัฒนาวัสดุโพลีเมอร์ชนิดใหม่ในการศึกษาที่มุ่งปรับปรุงเครื่องบินไร้คนขับและรถยนต์หุ่นยนต์ในอนาคต ซึ่งสามารถเปลี่ยนรูปและรักษาตัวเองได้โดยอัตโนมัติ

ในการวิจัยเบื้องต้น วัสดุอีพอกซีเรซินที่พิมพ์แบบ 3 มิติซึ่งปรากฏเป็นครั้งแรกสามารถตอบสนองต่อสิ่งเร้าได้ นักวิจัยหวังว่าในอนาคต เทคโนโลยีอัจฉริยะสามารถฝังอยู่ในนั้นเพื่อให้สามารถปรับตัวเข้ากับสภาพแวดล้อมได้โดยอัตโนมัติโดยไม่ต้องถูกควบคุมโดยโลกภายนอก นักวิจัยของการศึกษากล่าวว่า "เราหวังที่จะสร้างระบบวัสดุที่สามารถมีฟังก์ชันโครงสร้าง การตรวจจับ และการตอบสนองไปพร้อมๆ กัน"

นักวิจัยได้จินตนาการถึงแพลตฟอร์มในอนาคตที่เหมาะสำหรับภารกิจทางอากาศและภาคพื้นดิน พร้อมด้วยคุณลักษณะของ T 1000 ในภาพยนตร์ฮอลลีวูดเรื่อง "Terminator 2" ในภาพยนตร์ฮิตเรื่องนี้ Terminator ทำจากโลหะเหลว และแขนของมันก็สามารถเปลี่ยนเป็นอาวุธสำหรับแทงคนได้ นอกจากนี้ยังสามารถซ่อมแซมตัวเองได้หลังจากโดนปืนลูกซองขนาด 12 ลำกล้องและเครื่องยิงลูกระเบิดขนาด 40 มม.

จนถึงขณะนี้วัสดุที่นักวิจัยพัฒนาขึ้นสามารถตอบสนองต่ออุณหภูมิได้ ในตอนแรกนักวิจัยเลือกใช้วัสดุนี้เนื่องจากง่ายต่อการใช้ในการทดสอบในห้องปฏิบัติการ

โพลีเมอร์ถูกสร้างขึ้นจากหน่วยซ้ำๆ เช่นเดียวกับข้อต่อบนห่วงโซ่ ตามรายงาน สายโซ่ของโพลีเมอร์ที่นิ่มกว่าจะเชื่อมต่อกันเพียงเล็กน้อยโดยการเชื่อมโยงข้าม ยิ่งมีการเชื่อมโยงข้ามระหว่างโซ่มากเท่าใด ความแข็งของวัสดุก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น

นักวิจัยกล่าวว่า “วัสดุที่เชื่อมโยงข้ามกันส่วนใหญ่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งวัสดุที่ทำโดยการพิมพ์ 3 มิติ มักจะมีรูปแบบคงที่ กล่าวคือ เมื่อชิ้นส่วนถูกผลิตขึ้น วัสดุจะไม่ถูกแปรรูปหรือหลอมละลาย วัสดุใหม่มีปุ่มไดนามิกที่ช่วยให้เปลี่ยนจากของเหลวเป็นของแข็งได้หลายครั้ง จึงสามารถพิมพ์แบบ 3 มิติหรือรีไซเคิลได้"

ปุ่มไดนามิกดังกล่าวส่งผลให้เกิดพฤติกรรมหน่วยความจำรูปร่างที่เป็นเอกลักษณ์ ดังนั้นจึงสามารถตั้งโปรแกรมวัสดุและทริกเกอร์ให้กลับสู่รูปร่างหน่วยความจำได้ ความยืดหยุ่นนี้นำไปสู่การได้รับทั้งโพลีเมอร์คล้ายยางอ่อนและโพลีเมอร์พลาสติกแข็งที่รับน้ำหนัก

ปัจจุบันการวิจัยยังอยู่ในขั้นตอนการวิจัยและพัฒนา ทีมงานเริ่มพยายามพัฒนาวัสดุการพิมพ์ 3 มิติที่สามารถนำไปใช้ในงานโครงสร้างเพื่อสร้างส่วนประกอบสำหรับโดรนและแม้แต่โรเตอร์คราฟต์

นักวิจัยกล่าวว่า "ในปัจจุบัน เราสามารถบรรลุอัตราการซ่อมแซมตัวเองของวัสดุที่อุณหภูมิห้องได้ถึง 80% ได้อย่างง่ายดาย แต่เราหวังว่าจะสูงถึง 100% นอกจากนี้ เรายังหวังว่าวัสดุจะสามารถตอบสนองต่อสิ่งเร้าอื่น ๆ นอกเหนือจากอุณหภูมิได้ ตัวอย่างเช่น light ในอนาคต เราจะสำรวจการฝังเทคโนโลยีอัจฉริยะระดับต่ำเพื่อให้วัสดุสามารถปรับตัวได้โดยอัตโนมัติ โดยที่ผู้ใช้ไม่จำเป็นต้องเริ่มกระบวนการนี้"

พิมพ์ซ้ำจากชุมชน Gasgoo