设想一下一辆袖珍机动驾驶公共汽车正在大陆下行驶,却遽然将本人压扁,形成四轴遨游器飞走。据公布在最新一期《科学·呆板人》期刊上的接洽,美利坚合众国共青团和少先队安排了一种在资料层面变换形势的新本领,运用橡胶、非金属和温度对资料举行变形并将它们恒定在没有电机或滑车的场所。
“当发端这个名目时,咱们想要一种可做3件事的资料:变换形势、维持形势,而后回复到原始摆设,并在多个周期内实行。”弗吉尼亚理工科大学板滞工程系辅助熏陶迈克尔·巴特利特说。
为了创作一个可变形构造,该共青团和少先队模仿了剪纸艺术。经过查看橡胶和复合资料中那些剪纸图案的强度,该共青团和少先队创造出了具备反复好多图案的资料构造。
接下来,接洽职员开拓出一种不妨维持形势但承诺按需取消该形势的资料。她们引入了一种由嵌入橡胶皮内的低熔点合金(LMPA)制成的内骨子。常常,当非金属被拉伸得太远时,非金属会长久委曲、断裂或拉伸成恒定的、没辙再用的形势。而将特出合金嵌入橡胶后,当拉伸时,这种复合资料可赶快维持所需的形势,特殊符合可登时承重的柔性别变化形资料。
结果,资料必需使构造回复到从来的形势。接洽共青团和少先队在LMPA网格旁介入柔嫩的卷须状加热器。加热器使非金属在60℃或铝融化温度的10%时变化为液体。弹性体浮皮将融化的非金属维持在原位,而后将资料拉回从来的形势,改变拉伸,使复合资料具备“可逆塑性”。非金属冷却后,它再次无助于于维持构造的形势。
接洽职员创造,这种受剪纸开辟的复合安排可创作出搀杂的形势,从圆柱体到球状再到坎坷形势。形势变换也可赶快实行:用球撞击后,形势变换并在不到1/10秒内恒定到位。其余,即使资料分割,可经过融化和重新整建非金属内骨子来屡次建设。
总编纂圈点
大天然中很多有肌体都可变换形势以实行各别的功效。比方八带鱼能大幅变换形势来挪动、进食大概与情况互动;生人也能委曲肌肉举行维持并维持;植被则可全天候挪动以捕获阳光。但在工程学中是否实行仍旧未知。此刻,一种变形复合资料不只强度充满,还很简单变形,使得呆板人能最大化符合情况。将来这一资料带给咱们的,不只是实行多种功效工作的新一代呆板人,还将有受损后自我建设的弹性摆设,能在人机界面和可穿着上面激励充分的运用。