Imagine materiales inteligentes que pueden transformarse desde ser rígidos como la madera hasta tan suaves como una esponja, y también cambiar de forma.
Los ingenieros de la Universidad de Rutgers-New Brunswick han creado materiales flexibles y livianos con impresión 4D que podrían conducir a una mejor absorción de impactos, alas de aviones o aviones no tripulados, robótica suave y pequeños dispositivos biomédicos implantables. Su investigación se publica en la revista Horizontes de materiales .
la impresión 3D, también conocida como fabricación aditiva, convierte los planos digitales en objetos físicos al construirlos capa por capa. La impresión 4D se basa en esta tecnología, con una gran diferencia: utiliza materiales especiales y diseños sofisticados para imprimir objetos que cambian de formacon condiciones ambientales como la temperatura que actúa como un disparador, dijo el autor principal Howon Lee, profesor asistente en el Departamento de Ingeniería Mecánica y Aeroespacial. El tiempo es la cuarta dimensión que les permite transformarse en una nueva forma.
"Creemos que esta interacción sin precedentes de la ciencia de los materiales, la mecánica y la impresión 3D creará un nuevo camino hacia una amplia gama de aplicaciones interesantes que mejorarán la tecnología, la salud, la seguridad y la calidad de vida", dijo Lee.
Los ingenieros crearon una nueva clase de "metamateriales": materiales diseñados para tener propiedades inusuales y contrarias a la intuición que no se encuentran en la naturaleza. La palabra metamateriales se deriva de la palabra griega "meta", que significa "superior" o "más allá""
Anteriormente, la forma y las propiedades de los metamateriales eran irreversibles una vez que se fabricaban. Pero los ingenieros de Rutgers pueden sintonizar sus materiales plásticos con calor, por lo que permanecen rígidos cuando se golpean o se vuelven suaves como una esponja para absorber los golpes.
La rigidez se puede ajustar más de 100 veces en temperaturas entre temperatura ambiente 73 grados y 194 grados Fahrenheit, lo que permite un gran control de la absorción de impactos. Los materiales se pueden remodelar para una amplia variedad de propósitos. Se pueden transformar temporalmenteen cualquier forma deformada y luego volvió a su forma original bajo demanda cuando se calienta.
Esto muestra cómo los materiales inteligentes impresos en 4D pueden transformarse de rígidos a blandos y también cambiar de forma.
Los materiales podrían usarse en alas de aviones o drones que cambian de forma para mejorar el rendimiento, y en estructuras livianas que se colapsan para lanzamientos espaciales y se reforman en el espacio para una estructura más grande, como un panel solar.
Los robots blandos hechos de materiales blandos, flexibles y gomosos inspirados en el pulpo podrían tener una flexibilidad o rigidez variable que se adapte al entorno y a la tarea en cuestión. Los dispositivos pequeños insertados o implantados en personas para diagnóstico o tratamiento podrían hacerse temporalmente blandos yflexible para una inserción mínimamente invasiva y menos dolorosa en el cuerpo, dijo Lee.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Rutgers . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cita esta página :