Cientistas projetam material que pode armazenar energia como o aperto de uma águia

Como fazer BOLA DE PLASMA em casa (GLOBO DE PLASMA CASEIRO - EXPERIÊNCIA de FÍSICA) (Julho 2019).

Anonim

O que uma pulga e uma águia têm em comum? Eles podem armazenar energia em seus pés sem ter que contrair os músculos continuamente para depois pularem alto ou segurar a presa. Agora, cientistas da Universidade Queen Mary de Londres e da Universidade de Cambridge criaram materiais que podem armazenar energia dessa maneira, serem espremidos repetidamente sem danos e até mesmo mudar de forma, se necessário.

Esses tipos de materiais são chamados de auxéticos e se comportam de maneira bem diferente dos materiais comuns. Em vez de se esbugalharem quando espremidos, desmoronam em todas as direções, armazenando a energia no interior.

Os projetos atuais de materiais auxiliares têm cantos afiados que permitem dobrar em si mesmos, atingindo maior densidade. Esta é uma propriedade que foi reconhecida recentemente em projetos de armaduras leves, onde o material pode colapsar na frente de uma bala após o impacto. Isso é importante porque a massa na frente de uma bala é o maior fator na eficácia da armadura.

Os cantos afiados também concentram forças e fazem com que o material se quebre se for pressionado várias vezes, o que não é um problema para a armadura, uma vez que foi projetada para ser usada apenas uma vez.

Neste estudo, publicado na revista Frontiers in Materials, a equipe de cientistas redesenhou os materiais com curvas suaves que distribuem as forças e possibilitam deformações repetidas para outras aplicações em que as propriedades de armazenamento de energia e de mudança de formato são necessárias.

O trabalho estabelece a base para projetos de suportes 3-D leves, que também se dobram de maneiras específicas e armazenam energia que pode ser liberada sob demanda.

O investigador principal Dr. Stoyan Smoukov, da Universidade Queen Mary de Londres, disse: "O futuro empolgante dos novos designs de materiais é que eles podem começar a substituir dispositivos e robôs. Toda a funcionalidade inteligente está embutida no material, por exemplo trancar os objetos da maneira como as águias se prendem à presa e mantêm um aperto semelhante ao do vício sem gastar mais força ou esforço. "

A equipe espera que seus designs inspirados na natureza possam ser usados ​​em ferramentas de fixação eficientes em termos de energia, necessárias na indústria, em materiais configuráveis ​​sob demanda e até em treliças com comportamento exclusivo de expansão térmica.

Eesha Khare, um estudante de graduação visitante da Universidade de Harvard que foi fundamental na definição do projeto, acrescentou: "Um grande problema para materiais expostos a condições adversas, como alta temperatura, é sua expansão. Um material pode agora ser projetado para suas propriedades de expansão". varia continuamente para coincidir com um gradiente de temperatura mais distante e mais próximo de uma fonte de calor, podendo assim ajustar-se naturalmente a mudanças repetidas e severas. "

Os projetos de materiais auxéticos flexíveis, que não eram possíveis antes, foram adaptados especificamente para serem facilmente impressos em 3-D, uma característica que os autores consideram essencial.

Smoukov acrescentou: "Ao crescer as coisas camada por camada de baixo para cima, as possíveis estruturas materiais são limitadas principalmente pela imaginação, e podemos facilmente tirar proveito das inspirações que obtemos da natureza."

menu
menu