As Maldivas, uma cadeia de ilhas no Oceano Índico, estão em risco de erosão e, na pior das hipóteses, submersão devido ao aumento do nível do mar. Skylar Tibbits do MIT está conduzindo experimentos de campo com um grupo chamado Invena nas Maldivas para aproveitar a força das ondas com bexigas subaquáticas para promover o acúmulo de areia onde é mais necessário para proteger as linhas costeiras de inundações. Crédito:Laboratório de Auto-montagem no MIT e Invena
Considere a gama de possibilidades de materiais impressos 4-D que se transformam debaixo d'água, ou fibras que se encaixam em uma forma particular quando são cortadas de uma tela plana, ou persuadir as areias movediças do oceano a construir ilhas artificiais, e você terá uma ideia da amplitude da pesquisa que Skylar Tibbits, Professor associado de pesquisa em design do MIT no Departamento de Arquitetura, persegue.
O Laboratório de Auto-montagem de Tibbits no MIT demonstrou, por meio de estudos em um tanque de água simulando as condições do oceano, que geometrias específicas podem gerar praias e barras de areia auto-organizadas. Para testar essa abordagem no mundo real, o laboratório está atualmente conduzindo experimentos de campo com base em seu trabalho de laboratório com um grupo chamado Invena nas Maldivas - uma cadeia de ilhas, ou atóis, no Oceano Índico, muitos dos quais estão em risco de erosão e, na pior das hipóteses, submersão devido ao aumento do nível do mar.
O vento e as ondas naturalmente criam barras de areia no ambiente oceânico e, com a mesma naturalidade, as arrastam para longe. A ideia do projeto das Maldivas é aproveitar a força das ondas e sua interação com bexigas subaquáticas especificamente colocadas para promover o acúmulo de areia onde é mais necessário para proteger as frentes costeiras de inundações. em vez de construir barreiras terrestres que são inevitavelmente desgastadas ou superadas.
A areia por si só pode não garantir a permanência nessas ilhas "direcionadas", portanto, o Laboratório de Auto-montagem espera incorporar a vegetação em esforços futuros, com base em motivos clássicos da engenharia paisagística, como florestas de mangue que ancoram um ecossistema. "Nas bexigas debaixo d'água, você poderia semeá-los com vegetação para mantê-los, "Tibbits disse em uma apresentação na Conferência de Pesquisa e Desenvolvimento do Programa de Ligação Industrial do MIT em 13 de novembro.
Tibbits também discutiu suas colaborações na "impressão 4-D, "objetos que são formados por impressão 3D multimaterial, mas projetados para se transformar ao longo do tempo, se essa transformação é ativada por estresse mecânico, absorção de água, exposição à luz, ou algum outro mecanismo. Um método para criar materiais adaptáveis é emparelhar dois materiais diferentes que se expandem ou contraem em taxas diferentes. Em uma colaboração com Stratasys e Autodesk, ele projetou um único fio de material que, assim que é imerso na água, dobra-se nas letras M — I — T.
Trabalhando com a BMW, o Laboratório de Auto-montagem projetou conjuntos de almofada de silicone que são impressos em 3D em líquido e podem ser inflados célula por célula, mudando assim sua forma geral, rigidez, ou movimento. Este material pode ser a base para assentos mais confortáveis que se ajustam a passageiros individuais.
O Laboratório de Auto-montagem está conduzindo pesquisas têxteis ativas em colaboração com o Ministério do Abastecimento, empresa especializada em extrusão de fibra Hills Inc., a Universidade do Maine, e a Iowa State University. Até aqui, o grupo produziu fios de suéter que podem ser aquecidos para se adequar ao formato do corpo de um usuário individual, com uma meta de longo prazo de produzir têxteis adaptáveis ao clima. Este trabalho é parcialmente financiado pela Advanced Functional Fabrics of America, e essa parte da pesquisa é administrada por meio do Laboratório de Pesquisa de Materiais.
O Laboratório de Auto-montagem também desenvolveu um método para imprimir metal líquido em 3-D em pó que cria peças totalmente formadas que podem ser retiradas do pó. As peças são feitas de um material que pode ser fundido novamente para formar novas peças.
Usando materiais à base de carbono em um projeto para a Airbus, o Laboratório de Auto-montagem desenvolveu lâminas finas que podem se dobrar e enrolar sozinhas para controlar o fluxo de ar para o motor. O trabalho de carbono "programável" foi realizado com Carbitex LLC, Autodesk, e o Centro de Bits e Átomos do MIT.
Para um projeto de cadeira com Biesse e Wood-Skin, o Self-Assembly Lab projetou uma pequena mesa que combina painéis de fibra de madeira impressos em 3D e tecidos pré-tensionados. A mesa pode ser enviada plana, em seguida, pule para vários arranjos diferentes devido à flexibilidade do tecido.
Ao imprimir em 3D um material mais rígido em um padrão circular em uma malha plana, por exemplo, os pesquisadores mostraram que cortar o círculo do plano achatado faz com que ele se encaixe em uma forma de parábola hiperbólica. Os pesquisadores incluem o professor de ciência da computação do MIT Erik Demaine; Christophe Guberan, um designer de produto visitante da Suíça; e David Costanza MA '13, SM '15.
Tibbits trabalhou com a Steelcase para desenvolver um processo de impressão 3-D de plástico em líquido para peças de móveis, chamada impressão líquida rápida. Este processo imprime em um banho de gel para fornecer suporte para as peças impressas e minimizar o efeito da gravidade. Com essa técnica de impressão, eles podem imprimir peças em escala de centímetro a metro em minutos a horas, com uma variedade de materiais industriais de alta qualidade, como borracha de silicone, poliuretano, e acrílicos.
O tema comum a todos esses diferentes projetos é a crença de Tibbits de que o futuro da produção industrial reside no poder transformador de aproveitar o smart, materiais programáveis. "Queremos pensar sobre o que vem a seguir e ver se podemos realmente liderar isso, "Tibbits diz.
Esta história foi republicada por cortesia do MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), um site popular que cobre notícias sobre pesquisas do MIT, inovação e ensino.