Изменяющее форму углеродное волокно
Новый твердотельный композит из углеродного волокна, способный менять форму с помощью электронных импульсов, был продемонстрирован исследователями Королевского технологического института KTH в доказательство концепции, опубликованном в издании Proceedings of the National Academy of Sciences of United States America (»Формообразующий композит из углеродного волокна с использованием электрохимического воздействия»).
Гибкий углеродный волокнистый материал
Соавтор Дэн Зенкерт говорит, что материал обладает всеми преимуществами формообразующего материала – без недостатков, которые мешали другим разработкам, таких как вес и недостаточная механическая жесткость.
Подписывайтесь на наш youtube канал!
По словам Зенкерта, современные технологии формообразования, которые могут быть использованы в робототехнике и спутниковых штангах, опираются на системы тяжелых механических двигателей, гидравлических и пневматических насосов или соленоидов для изменения формы. Эти механически сложные системы добавляют то, что называется «паразитарной массой», и являются дорогостоящими в обслуживании.
Одним из способов снижения механической сложности является использование полупроводниковых материалов для формообразования, говорит он.
Подпишитесь на ЗАКРЫТЫЕ эфиры c ЛУЧШИМИ психологами, врачами, натуропатами, остеопатами
на нашем закрытом аккаунте course.econet.ru/private-account
ПОЛУЧИТЬ ДОСТУП
«Мы разработали совершенно новую концепцию», – говорит Зенкерт. «Он легче, жестче алюминия, и материал меняет форму с помощью электрического тока». По его словам, материал способен создавать большие деформации и удерживать их без дополнительной мощности, хотя и с низкой скоростью.
Изменяющее форму углеродное волокно
Композит состоит из трех слоев – два из которых являются коммерческими углеродными волокнами, легированными литиевым ионами с каждой стороны тонкого изолятора. Когда каждый из слоев углеродного волокна имеет равномерное распределение ионов, материал получается прямым. При подаче электрического тока ионы лития мигрируют с одной стороны на другую, вызывая изгиб материала. Обратный ток позволяет материалу вернуться в состояние равновесия и восстановить прежнюю, несгибаемую форму.
«В течение некоторого времени мы работали со структурными батареями, такими как композитные материалы из углеродного волокна, которые также аккумулируют энергию, как литий-ионная батарея», – говорит Зенкерт. «Теперь мы продолжили работу. Мы ожидаем, что это может привести к совершенно новым концепциям для материалов, которые меняют форму только с помощью электрического управления, материалов, которые также являются легкими и жесткими».
В настоящее время исследователи продвигаются вперед, используя легкие и структурные материалы с еще большим количеством функций и с конечной целью эффективного использования ресурсов и устойчивого развития.
Новый твердотельный композит из углеродного волокна, способный менять форму с помощью электронных импульсов, был продемонстрирован исследователями Королевского технологического института KTH в доказательство концепции, опубликованном в издании Proceedings of the National Academy of Sciences of United States America (»Формообразующий композит из углеродного волокна с использованием электрохимического воздействия»).
Соавтор Дэн Зенкерт говорит, что материал обладает всеми преимуществами формообразующего материала – без недостатков, которые мешали другим разработкам, таких как вес и недостаточная механическая жесткость.
По словам Зенкерта, современные технологии формообразования, которые могут быть использованы в робототехнике и спутниковых штангах, опираются на системы тяжелых механических двигателей, гидравлических и пневматических насосов или соленоидов для изменения формы. Эти механически сложные системы добавляют то, что называется «паразитарной массой», и являются дорогостоящими в обслуживании.
Одним из способов снижения механической сложности является использование полупроводниковых материалов для формообразования, говорит он.
«Мы разработали совершенно новую концепцию», – говорит Зенкерт. «Он легче, жестче алюминия, и материал меняет форму с помощью электрического тока». По его словам, материал способен создавать большие деформации и удерживать их без дополнительной мощности, хотя и с низкой скоростью.
Композит состоит из трех слоев – два из которых являются коммерческими углеродными волокнами, легированными литиевым ионами с каждой стороны тонкого изолятора. Когда каждый из слоев углеродного волокна имеет равномерное распределение ионов, материал получается прямым. При подаче электрического тока ионы лития мигрируют с одной стороны на другую, вызывая изгиб материала. Обратный ток позволяет материалу вернуться в состояние равновесия и восстановить прежнюю, несгибаемую форму.
«В течение некоторого времени мы работали со структурными батареями, такими как композитные материалы из углеродного волокна, которые также аккумулируют энергию, как литий-ионная батарея», – говорит Зенкерт. «Теперь мы продолжили работу. Мы ожидаем, что это может привести к совершенно новым концепциям для материалов, которые меняют форму только с помощью электрического управления, материалов, которые также являются легкими и жесткими».
В настоящее время исследователи продвигаются вперед, используя легкие и структурные материалы с еще большим количеством функций и с конечной целью эффективного использования ресурсов и устойчивого развития.
https://econet.ru/articles/izmenyayuschee-formu-uglerodnoe-volokno
04.06.2020