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Los metamateriales mecánicos basados ​​en engranajes permiten la creación de placas configurables

Conceptos innovadores de diseño de materiales mecánicos. A, B, la forma clásica: una sustancia no sintonizable (A) y una sustancia de forma reconfigurable (B). c, Metamateriales basados ​​en engranajes. Crédito: Materiales de la naturaleza (2022). DOI: 10.1038 / s41563-022-01269-3

Un equipo de investigadores de la Universidad Nacional de Tecnología de Defensa, la Universidad Politécnica de Hong Kong y el Instituto de Tecnología de Karlsruhe ha desarrollado un conjunto de metamateriales mecánicos basados ​​en engranajes que permiten la creación de láminas configurables. En su trabajo publicado en la revista materiales de la naturalezael grupo describe cómo desarrollaron sus artículos y los usos potenciales para ellos.


Como señalan los investigadores, las placas utilizadas en aplicaciones como piezas de máquinas tienden a ser inflexibles y propensas a fracturarse con el tiempo debido al uso prolongado y las vibraciones. También es generalmente difícil de reconfigurar si surge la necesidad, especialmente durante el vuelo. En este nuevo esfuerzo, los investigadores han desarrollado un nuevo tipo de panel que permite la configuración sobre la marcha y también es más flexible, lo que lo ayuda a soportar las tensiones de los negocios. Aplicaciones.

La nueva idea desarrollada por el equipo implica el uso de engranajes entrelazados montados en una placa uno al lado del otro en forma de matriz. En tal configuración, los engranajes se mueven al unísono. Mientras lo hacen, los investigadores notan que la flexibilidad de la hoja cambia de más flexible a menos flexible, o viceversa.

En su trabajo, los investigadores utilizaron engranajes planetarios y de Taiji. El primero es aproximadamente bidimensional y tiene un centro en zigzag único. Permitieron el uso de diferentes direcciones al crear una hoja. Los engranajes planetarios también son casi planos pero tienen centros de múltiples orificios. Permite su uso para descarga comprimida.

En su trabajo, los investigadores crearon una variedad de documentos para probar diferentes configuraciones. En algunos, usaban engranajes que no eran todos del mismo tamaño; En otros casos, intentaron excluir dientes en los patrones para ver qué tipo de efecto podría tener en la flexibilidad de la hoja. Pudieron crear una gama de láminas de diversos grados de flexibilidad, lo que permitió diferentes grados de flexibilidad, estiramiento o flexión. También crearon láminas con engranajes que podían enclavarse a pedido, lo que permitía que la lámina se volviera muy rígida casi al instante.

Los investigadores sugieren que además de usar sus placas como partes de máquinas, también pueden usarse en accesorios de robots que se contraen como músculos.


Creación de nanoláminas 2D en las que las moléculas de las capas se mantienen unidas únicamente mediante enlaces débiles no covalentes


más información:
Xin Fang et al, Materiales supermecánicos basados ​​en engranajes programables, materiales de la naturaleza (2022). DOI: 10.1038 / s41563-022-01269-3

© 2022 Ciencia X Red

La frase: Los materiales metamecánicos basados ​​en engranajes permiten la creación de hojas configurables (5 de julio de 2022) Consultado el 5 de julio de 2022 en https://phys.org/news/2022-07-gear-based-mechanical-metamaterials-creation-configurable .html

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