Los sistemas mecánicos, como motores y motores, se basan en dos tipos principales de movimientos de componentes rígidos: movimiento lineal, que implica que un objeto se mueva de un punto a otro en línea recta; y movimiento de rotación, que involucra un objeto que gira sobreun eje.
La naturaleza ha desarrollado formas de movimiento mucho más sofisticadas, o actuación, que pueden realizar funciones complejas más directamente y con componentes blandos. Por ejemplo, nuestros ojos pueden cambiar el punto focal simplemente contrayendo músculos blandos para cambiar la forma de la córneaEn contraste, las cámaras enfocan moviendo lentes sólidos a lo largo de una línea, ya sea manualmente o con un enfoque automático.
¿Pero qué pasaría si pudiéramos imitar los cambios de forma y los movimientos encontrados en la naturaleza?
Ahora, los investigadores de la Facultad de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de Harvard John A. Paulson SEAS han desarrollado un método para cambiar la forma de una lámina plana de elastómero, utilizando una actuación que es rápida, reversible, controlable por un voltaje aplicado,y reconfigurable a diferentes formas.
La investigación fue publicada en Comunicaciones de la naturaleza .
"Vemos este trabajo como el primer paso en el desarrollo de un material blando que cambia de forma que cambia de forma según las señales de control eléctrico de una computadora", dijo David Clarke, profesor de materiales de la familia Tarr extendida en SEAS y autor principaldel documento ". Esto es similar a los primeros pasos dados en la década de 1950 para crear circuitos integrados de silicio, reemplazando los circuitos hechos de componentes discretos e individuales. Así como esos circuitos integrados eran primitivos en comparación con las capacidades de la electrónica actual, nuestros dispositivostener una arquitectura tridimensional simple pero integrada de conductores eléctricos y dieléctricos, y demostrar los elementos de la reconfiguración programable, para crear cambios de forma grandes y reversibles ".
La lámina de elastómero reconfigurable está compuesta de varias capas. Se incorporan electrodos de carbono de nanotubos de diferentes formas entre cada capa. Cuando se aplica un voltaje a estos electrodos, se crea un campo eléctrico espacialmente variable dentro de la lámina de elastómero que produce una desigualdadcambios en la geometría del material, lo que le permite transformarse en una forma tridimensional controlable.
Se pueden encender diferentes conjuntos de electrodos de forma independiente, lo que permite diferentes formas en función de qué conjuntos de electrodos están encendidos y cuáles están apagados.
"Además de ser reconfigurables y reversibles, estas actuaciones de transformación de forma tienen una densidad de potencia similar a la de los músculos naturales", dijo Ehsan Hajiesmaili, primer autor del artículo y estudiante graduado de SEAS. "Esta funcionalidad podría transformar la formaque los dispositivos mecánicos funcionan. Hay ejemplos de dispositivos actuales que podrían hacer uso de deformaciones más sofisticadas para funcionar de manera más eficiente, como espejos ópticos y lentes. Más importante aún, este método de actuación abre la puerta a nuevos dispositivos que se consideran demasiado complicados para perseguirlos.a las deformaciones complejas requeridas, como un perfil aerodinámico que se transforma ".
En esta investigación, el equipo también predijo las formas de actuación, dado el diseño de la disposición de los electrodos y el voltaje aplicado. A continuación, los investigadores pretenden abordar el problema inverso: dada la forma de actuación deseada, cuál es el diseño de los electrodos yel voltaje requerido que lo causará?
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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