Investigadores del Ejército y de la Universidad Texas A&M desarrollaron un nuevo material que puede curar de forma autónoma en el aire y bajo el agua.
Se espera que los materiales poliméricos imprimibles en 3D y sensibles a estímulos, primeros en su tipo, permitan una reconfigurabilidad masiva en futuras plataformas militares, lo que abre nuevas oportunidades para transformar vehículos aéreos no tripulados y plataformas robóticas, dijo el Dr. Frank Gardea, ingeniero aeroespacial e investigador principal de este trabajo para el Laboratorio de Investigación del Ejército del Comando de Desarrollo de Capacidades de Combate del Ejército de EE. UU..
Los investigadores del ejército visualizan una plataforma futura, adecuada para misiones aéreas y terrestres, con las características de reconfiguración del personaje T-1000 en la película de Hollywood, Terminator 2, dijo. A medida que la investigación madura, se espera que el material epoxi tenga lacapacidad de reconfigurabilidad masiva y tienen inteligencia incorporada que le permite adaptarse de forma autónoma a su entorno sin ningún control externo.
"Queremos un sistema de materiales que proporcione estructura, detección y respuesta simultáneamente", dijo Gardea.
Actualmente, el estímulo al que responde este material es la temperatura, que los investigadores seleccionaron por primera vez debido a su facilidad de uso durante las pruebas de laboratorio. En el mundo real, aplicar un estímulo de temperatura no es tan fácil ni práctico, por lo que introdujeron la respuesta a la luz debido aes más fácil de controlar y aplicar de forma remota, dijo Gardea.
Los polímeros están formados por unidades repetidas, como eslabones en una cadena. Para polímeros más blandos, estas cadenas solo están ligeramente conectadas entre sí a través de enlaces cruzados. Cuantos más enlaces cruzados entre las cadenas, más rígido se vuelve el material.
"La mayoría de los materiales reticulados, especialmente los que están impresos en 3D, tienden a tener una forma fija, lo que significa que una vez que fabrica su pieza, el material no se puede reprocesar ni fundir", dijo.
Este nuevo material tiene un enlace dinámico que le permite pasar de líquido a sólido varias veces, lo que le permite ser impreso y reciclado en 3-D. Además, los enlaces dinámicos introducen un comportamiento de memoria de forma único, en el que el materialse puede programar y activar para volver a una forma recordada.
La flexibilidad introducida en la cadena de polímero permite que se ajuste, de una manera sin precedentes, para obtener la suavidad del caucho o la resistencia de los plásticos que soportan carga.
El Dr. Bryan Glaz, científico jefe asociado de la Dirección de Tecnología de Vehículos del laboratorio, dijo que gran parte del trabajo anterior sobre materiales adaptativos fue para sistemas de materiales que son demasiado blandos para aplicaciones estructurales o que de otra manera no son adecuados para el desarrollo de plataformas, por lo que recurriendo a epoxis,de alguna manera, es innovador.
Glaz dijo que el avance científico del equipo de investigación marca "un primer paso en un camino muy largo hacia la realización de la posibilidad científica de plataformas futuras profundas".
Esta investigación es parte de un programa de investigación exploratoria dirigido por el laboratorio corporativo para observar nuevos desarrollos científicos que pueden alterar los paradigmas científicos y tecnológicos actuales dentro de 30 a 50 años. Glaz dijo que la investigación exploratoria, como esta, tiene un riesgo científico significativo actualy busca abordar numerosas preguntas científicas abiertas sobre el rendimiento y la durabilidad de los materiales.
Los investigadores publicaron recientemente sus hallazgos en una revista revisada por pares Materiales funcionales avanzados , en el documento, Una familia adaptada de redes de polímeros entrelazados, imprimibles en 3D y elastoméricos a rígidos.
La investigación aún se encuentra en la fase de descubrimiento. El equipo comenzó a intentar desarrollar un material imprimible en 3-D para aplicaciones estructurales que pudiera usarse para imprimir componentes de vehículos aéreos no tripulados o incluso helicópteros. Durante esta investigación exploratoria, notaron que después de fallarlas superficies se activaron y "se adherirían fácilmente entre sí", dijo Gardea. Fue entonces cuando decidieron investigar las capacidades de autocuración.
Gardea dijo que los próximos pasos inmediatos son mejorar el comportamiento de actuación y la curación. Los investigadores también quieren introducir respuestas múltiples y que el material responda a estímulos más allá de la temperatura y la luz.
Esta investigación respalda los desafíos resaltados en la publicación Concepto funcional del ejército de EE. UU. Para movimiento y maniobra relacionada con operaciones multidominio y la Prioridad de modernización del ejército para el levantamiento vertical futuro al mejorar el conocimiento de los comportamientos materiales que pueden ser capaces de introducir multifuncionalidad en-futuras plataformas del Ejército.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Laboratorio de Investigación del Ejército de EE. UU. . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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