Uma equipe de pesquisadores da Universidade Nacional de Tecnologia de Defesa, da Universidade Politécnica de Hong Kong e do Instituto de Tecnologia Karlsruhe desenvolveu uma série de metamateriais mecânicos baseados em engrenagens que permitem a criação de folhas configuráveis. Em seu artigo publicado na revista Nature Materials , o grupo descreve como desenvolveu suas fichas e os possíveis usos para elas.
Como os pesquisadores observam, as folhas usadas para aplicações como peças de máquinas tendem a ser inflexíveis e propensas a quebrar ao longo do tempo devido ao uso prolongado e às vibrações. Eles também são geralmente difíceis de reconfigurar se houver necessidade, especialmente em tempo real. Nesse novo esforço, os pesquisadores desenvolveram um novo tipo de chapa que permite configuração rápida e também mais elástica, o que a ajuda a resistir às tensões das aplicações comerciais.

A nova ideia desenvolvida pela equipe envolve o uso de engrenagens engrenadas afixadas a um painel próximo ao outro em forma de matriz. Em tal configuração, as engrenagens se movem em uníssono. E ao fazê-lo, observam os pesquisadores, a flexibilidade da folha muda de mais dobrável para menos, ou vice-versa.

Em seu trabalho, os pesquisadores usaram Taiji e engrenagens planetárias. Os primeiros são quase bidimensionais e têm um centro curvilíneo único. Eles permitiram que diferentes orientações fossem usadas ao criar uma folha. As engrenagens planetárias também são quase planas, mas têm centros com vários furos. Seu uso permitiu o carregamento compressivo.

Em seu trabalho, os pesquisadores criaram uma grande variedade de folhas para testar diferentes configurações. Em alguns, usavam engrenagens que não eram todas do mesmo tamanho; em outros, eles tentaram deixar de fora as engrenagens nos padrões para ver que tipo de impacto isso poderia ter na flexibilidade da folha. Eles foram capazes de criar uma série de folhas que tinham diferentes graus de elasticidade, permitindo diferentes quantidades de flexibilidade, alongamento ou flexão. Eles também criaram chapas com engrenagens que podiam ser intertravadas sob demanda, permitindo que uma chapa se tornasse extremamente rígida quase instantaneamente.

Os pesquisadores sugerem que, além de usar suas folhas como peças de máquinas, elas também podem ser usadas em apêndices de robôs que se contraem como músculos. + Explorar mais

Criando nanofolhas 2D onde as moléculas nas camadas são mantidas juntas apenas por ligações não covalentes fracas

© 2022 Science X Network