Araştırmacılar, kendi kendine katlanan kirigami metamalzemelerinden yeniden yapılandırılabilir robotlar yapıyor
Kuzey Karolina Eyalet Üniversitesi araştırmacıları finanse edilen Ulusal Bilim Vakfı tarafından yapılan çalışmalar, kirigami’den ilham alan tekniklerin, çevresel uyaranlara yanıt olarak yeni 2B şekillere ve 3B yapılara otomatik olarak yeniden yapılandırılan ince malzeme tabakalarını tasarlamak için nasıl kullanılabileceğini gösterdi.
Kirigami, yeni şekiller ve yapılar oluşturmak için tek bir kağıt parçasının kesilip katlandığı bir sanat formudur.
NSF’nin İnşaat Bölümü’nde program direktörü olan Nakhiah Goulbourne, “Bu proje aracılığıyla geliştirilen bilgi, yumuşak robotlar ve yeniden yapılandırılabilir malzemelerin gerilebilir elektronikler, elektronik cilt ve güç üretim cihazları için olanak sağlayan yapı olduğu konuşlandırılabilir yapılar dahil olmak üzere birçok teknolojiyi ilerletecek” diyor. , Mekanik ve İmalat İnovasyonu. Araştırma, kirigami sanatı ve yumuşak fonksiyonel malzemeler aracılığıyla geometri ve mekaniği birleştirerek 3B şekil konformasyonları kitaplığını zenginleştiriyor.
Araştırmacılar, burada görüldüğü gibi yaklaşım için bir kavram kanıtı olarak çeşitli robotik cihazlar yarattılar. video.
A kağıt dergide Ulusal Bilimler Akademisi Bildiriler Kitabı araştırmayı anlatır. Daha fazla bilgi bir NC Eyaletinde bulunabilir basın bülteni.
Makalenin ilgili yazarı NC State’den Jie Yin, “Bu, 2B kirigami modellerinin kendilerini mekanik girdi olmadan otonom olarak farklı 3B yapılara yeniden şekillendirdiği bildiğimiz ilk vakadır” diyor. “Bunun yerine, enerjiyi ısı şeklinde uyguluyoruz ve malzeme kendini yeniden düzenliyor.”
Yeni “aktif kirigami” konsepti, ısıya tepki vermeyen iki dış katmandan ve ortada ısıya yanıt olarak büzülen bir polimer katmandan oluşan üç katmanlı bir malzemeye dayanıyor.
Malzemenin şekli ve yapısı iki şekilde kontrol edilir. Üç katmanın tamamına nüfuz eden geçişler, malzemenin hareket aralığını kontrol eder. Dış katmanlara nüfuz eden ve ısıya duyarlı polimeri ortaya çıkaran gravürler, malzemenin katlanma açısını ve yönünü ve ayrıca katlanma mesafesini kontrol eder. Malzeme katlandıkça, tabakaların şeklini 2D veya 3D tasarımlara kaydırarak geçişleri açar.