Siêu vật liệu ma thuật này có thể cách mạng hóa an toàn xe hơi và cứu sống
Các nhà khoa học phát triển một siêu vật liệu có thể làm tiêu tan hoàn toàn lực lượng khỏi một tác động của mạng xã hội và thậm chí biến nó thành một lực lượng phản kháng.
Siêu vật liệu ma thuật này có thể cách mạng hóa an toàn xe hơi và cứu sống
[Ảnh: Kiyomi Taguchi / Đại học Washington]
BỞI JESUS DIAZ3 PHÚT ĐỌC
Các nhà khoa học tại Đại học Washington đã tạo ra một siêu vật liệu hấp thụ sốc mới sử dụng origami để hấp thụ hoàn toàn một tác động mạnh và biến lực nghiền nát đó thành một lực kéo nhẹ nhàng. Những phát hiện có ý nghĩa tiềm năng trong mọi thứ, từ việc cung cấp các gói hàng qua máy bay không người lái đến tàu vũ trụ hạ cánh.
Theo một trong những tác giả nghiên cứu, phó giáo sư về hàng không và du hành vũ trụ Jinkyu Yang che chở nếu bạn đang đội một chiếc mũ bảo hiểm bóng đá làm bằng vật liệu này và một cái gì đó đập vào mũ bảo hiểm, bạn sẽ không bao giờ cảm thấy nó đập vào đầu mình. Trong thực tế, vào thời điểm năng lượng tác động đến bạn, ông nói, nó đã được chuyển đổi từ một cú đẩy mạnh thành một cú kéo nhẹ.
[Hình ảnh: Đại học lịch sự Washington]
Khi bạn nhìn thấy nó trong hành động, nó trông giống như phép thuật. Ý tưởng sử dụng một hình dạng có thể biến đổi lực đẩy thành lực kéo là vô cùng trái ngược với một thứ gì đó mà các nhà nghiên cứu thừa nhận.
Bí mật là hình học của siêu vật liệu. Vật liệu siêu dữ liệu giống như Lego, Giáo Dương Yang cho biết trong một thông cáo báo chí. Bạn có thể tạo tất cả các loại cấu trúc bằng cách lặp lại một loại khối xây dựng hoặc ô đơn vị như chúng ta gọi. Tùy thuộc vào cách bạn thiết kế ô đơn vị của mình, bạn có thể tạo một vật liệu có các tính chất cơ học độc đáo chưa từng có trong tự nhiên.
Nghiên cứu của UW đã được công bố hôm nay trên tạp chí Science Advances lấy cảm hứng từ origami để tạo ra 20 tế bào đơn vị linh hoạt này, sử dụng máy vẽ cắt laser để tạo ra các mô hình vật lý có hình dạng hình học mà chúng phát triển bằng mô phỏng máy tính.
Sau đó, họ tập hợp các phân đoạn trong một giàn dài. Mỗi phân đoạn trong siêu vật liệu sau đó hoạt động như một nếp gấp gấp nếp, có khả năng làm mềm một tác động khi nó đi qua giàn. Trong thực tế, khi cú sốc tiến qua từng phân đoạn, phân đoạn trước khi nó trả lại một phần năng lượng, kéo phân đoạn tiếp theo cho đến khi chuỗi cuối cùng tiêu tan lực đẩy tạo ra một lực hút mềm thay thế.
Sau đó, các nhà khoa học đã thử nghiệm các mô hình máy tính ban đầu của họ với mô hình vật lý bằng cách áp dụng lực nén, ghi lại hành vi sử dụng sáu camera GoPro quay trong chuyển động chậm. Và thực sự, nó hoạt động chính xác như mô phỏng dự đoán, biến lực nén thành lực kéo.
Trong mô phỏng máy tính này, màu đỏ đại diện cho sóng xung kích đẩy. Màu xanh cho thấy lực kéo. Bạn có thể thấy cách màu đỏ biến thành màu xanh khi nó đi qua siêu vật liệu. [Hình ảnh: Đại học lịch sự Washington]
Cách các tế bào đơn vị gấp lại là rất quan trọng, theo đồng tác giả nghiên cứu Yasuhiro Miyazawa, người đang hoàn thành bằng tiến sĩ hàng không và du hành vũ trụ tại Đại học Washington: Tế bào đơn vị origami làm giảm lực mà nó cảm thấy khi ai đó đẩy nó và nó làm nổi bật sự căng thẳng theo sau khi tế bào trở lại hình dạng bình thường.
Các ứng dụng là vô số: Tác động hàng ngày là một vấn đề chúng ta gặp phải hàng ngày và hệ thống của chúng tôi cung cấp một cách tiếp cận hoàn toàn mới để giảm tác động của nó, theo Yang Yang.
Trong tương lai, hệ thống có thể được sử dụng để làm mềm việc hạ cánh các gói hàng được cung cấp bởi máy bay không người lái, nếu bạn xây dựng các phân đoạn origami ngay trên chính bao bì. Hệ thống này cũng có thể được sử dụng trong cản xe để giảm bớt tác động của tai nạn xe hơi và theo Yang, cứu mạng sống.
Yang cũng chỉ ra rằng bạn cũng có thể tạo ra các cấu trúc tương tự từ vật liệu composite để có cường độ lớn hơn và các vật thể lớn hơn. Bạn thực sự có thể áp dụng công nghệ này cho các hệ thống hạ cánh, nhóm nghiên cứu cho biết, giống như những người cần thiết để gửi máy bay lên sao Hỏa hoặc cung cấp hạ cánh mềm cho tàu vũ trụ SpaceX mà không phải sử dụng quá nhiều năng lượng khi quay trở lại
Siêu vật liệu ma thuật này có thể cách mạng hóa an toàn xe hơi và cứu sống
[Ảnh: Kiyomi Taguchi / Đại học Washington]
BỞI JESUS DIAZ3 PHÚT ĐỌC
Các nhà khoa học tại Đại học Washington đã tạo ra một siêu vật liệu hấp thụ sốc mới sử dụng origami để hấp thụ hoàn toàn một tác động mạnh và biến lực nghiền nát đó thành một lực kéo nhẹ nhàng. Những phát hiện có ý nghĩa tiềm năng trong mọi thứ, từ việc cung cấp các gói hàng qua máy bay không người lái đến tàu vũ trụ hạ cánh.
Theo một trong những tác giả nghiên cứu, phó giáo sư về hàng không và du hành vũ trụ Jinkyu Yang che chở nếu bạn đang đội một chiếc mũ bảo hiểm bóng đá làm bằng vật liệu này và một cái gì đó đập vào mũ bảo hiểm, bạn sẽ không bao giờ cảm thấy nó đập vào đầu mình. Trong thực tế, vào thời điểm năng lượng tác động đến bạn, ông nói, nó đã được chuyển đổi từ một cú đẩy mạnh thành một cú kéo nhẹ.
[Hình ảnh: Đại học lịch sự Washington]
Khi bạn nhìn thấy nó trong hành động, nó trông giống như phép thuật. Ý tưởng sử dụng một hình dạng có thể biến đổi lực đẩy thành lực kéo là vô cùng trái ngược với một thứ gì đó mà các nhà nghiên cứu thừa nhận.
Bí mật là hình học của siêu vật liệu. Vật liệu siêu dữ liệu giống như Lego, Giáo Dương Yang cho biết trong một thông cáo báo chí. Bạn có thể tạo tất cả các loại cấu trúc bằng cách lặp lại một loại khối xây dựng hoặc ô đơn vị như chúng ta gọi. Tùy thuộc vào cách bạn thiết kế ô đơn vị của mình, bạn có thể tạo một vật liệu có các tính chất cơ học độc đáo chưa từng có trong tự nhiên.
Nghiên cứu của UW đã được công bố hôm nay trên tạp chí Science Advances lấy cảm hứng từ origami để tạo ra 20 tế bào đơn vị linh hoạt này, sử dụng máy vẽ cắt laser để tạo ra các mô hình vật lý có hình dạng hình học mà chúng phát triển bằng mô phỏng máy tính.
Sau đó, họ tập hợp các phân đoạn trong một giàn dài. Mỗi phân đoạn trong siêu vật liệu sau đó hoạt động như một nếp gấp gấp nếp, có khả năng làm mềm một tác động khi nó đi qua giàn. Trong thực tế, khi cú sốc tiến qua từng phân đoạn, phân đoạn trước khi nó trả lại một phần năng lượng, kéo phân đoạn tiếp theo cho đến khi chuỗi cuối cùng tiêu tan lực đẩy tạo ra một lực hút mềm thay thế.
Sau đó, các nhà khoa học đã thử nghiệm các mô hình máy tính ban đầu của họ với mô hình vật lý bằng cách áp dụng lực nén, ghi lại hành vi sử dụng sáu camera GoPro quay trong chuyển động chậm. Và thực sự, nó hoạt động chính xác như mô phỏng dự đoán, biến lực nén thành lực kéo.
Trong mô phỏng máy tính này, màu đỏ đại diện cho sóng xung kích đẩy. Màu xanh cho thấy lực kéo. Bạn có thể thấy cách màu đỏ biến thành màu xanh khi nó đi qua siêu vật liệu. [Hình ảnh: Đại học lịch sự Washington]
Cách các tế bào đơn vị gấp lại là rất quan trọng, theo đồng tác giả nghiên cứu Yasuhiro Miyazawa, người đang hoàn thành bằng tiến sĩ hàng không và du hành vũ trụ tại Đại học Washington: Tế bào đơn vị origami làm giảm lực mà nó cảm thấy khi ai đó đẩy nó và nó làm nổi bật sự căng thẳng theo sau khi tế bào trở lại hình dạng bình thường.
Các ứng dụng là vô số: Tác động hàng ngày là một vấn đề chúng ta gặp phải hàng ngày và hệ thống của chúng tôi cung cấp một cách tiếp cận hoàn toàn mới để giảm tác động của nó, theo Yang Yang.
Trong tương lai, hệ thống có thể được sử dụng để làm mềm việc hạ cánh các gói hàng được cung cấp bởi máy bay không người lái, nếu bạn xây dựng các phân đoạn origami ngay trên chính bao bì. Hệ thống này cũng có thể được sử dụng trong cản xe để giảm bớt tác động của tai nạn xe hơi và theo Yang, cứu mạng sống.
Yang cũng chỉ ra rằng bạn cũng có thể tạo ra các cấu trúc tương tự từ vật liệu composite để có cường độ lớn hơn và các vật thể lớn hơn. Bạn thực sự có thể áp dụng công nghệ này cho các hệ thống hạ cánh, nhóm nghiên cứu cho biết, giống như những người cần thiết để gửi máy bay lên sao Hỏa hoặc cung cấp hạ cánh mềm cho tàu vũ trụ SpaceX mà không phải sử dụng quá nhiều năng lượng khi quay trở lại
Nhận xét
Đăng nhận xét