5月27日2019年
太空探索技术公司(SpaceX)的猎鹰9号(Falcon 9)等太空飞行器旨在重复使用。然而,这意味着,就像奥运体操运动员为获得金牌而跳跃一样,他们应该坚持着陆。
受折纸艺术的启发,华盛顿大学的一个团队创造了一种超材料的纸模型,这种材料使用“折叠折痕”来软化冲击力,有可能应用于宇宙飞船、汽车等领域。(图片来源:田口清美/华盛顿大学)
对火箭的腿来说,着陆是一个挑战,因为它们必须处理与着陆台碰撞产生的力。解决这个问题的一种方法是用材料制成腿,吸收一些力并减轻打击。亚博网站下载
科学家们华盛顿大学已经创建了一个新的解决方案,以帮助减少冲击力,在汽车,航天器可能的应用,等等。通过折纸的纸张折叠技术的启发,该组开发,它采用“折叠折痕”,以减少冲击力和相当ELEVATE力量放松在链中的应力的超材料的纸模型。该研究小组报告其成果在亚博老虎机网登录科学推进5月24日TH., 2019年。
如果你戴的是用这种材料做的橄榄球头盔,有东西打在头盔上,你永远感觉不到它打在你的头上。当能量到达你的时候,它就不再推动你了。这是拉.
杨金奎,美国华盛顿大学航空航天系副教授,研究通讯作者
杨和他的团队开发了这种新的超材料,使其具有首选的特性。
”超材料是亚博网站下载像积木。您可以通过重复单一类型的积木,或单位电池的使所有类型的结构,我们把它叫做,“ 他说。”取决于你如何设计你的单元细胞,你可以创造一种材料,具有独特的机械性能,在自然界是前所未有的。“
科学家们借助折纸艺术来开发这种特殊的单位细胞。
折纸对于实现单元格很有帮助.通过改变其中我们引入的折痕成扁平状的材料,当它们折叠和展开我们可以设计表现出不同程度的刚度的材料。亚博网站下载在这里,我们已经创建了软化,当有人在它推动它感觉力一个单元,它突出了随后的细胞恢复到正常形状的张力.
宫泽康弘,研究合著者和博士生,航空航天,华盛顿大学
和折纸一样,这些单元格原型是用纸做的。科学家们使用激光切割机在纸上切割虚线,以指定折叠的位置。他们沿着线折叠纸张,形成圆柱形结构,随后在两端粘上丙烯酸帽,将细胞连接成一条长链。
科学家们对准的20个电池和连接的一端到该诱导和开始了在整个链的反应的装置。他们使用了六个的GoPro摄像机,监控初始压缩波和随后的张力波作为恢复正常单元电池。
由折纸细胞组成的链条展示了违反直觉的波运动:尽管来自装置的压缩推力引发了整个反应,但这个力从未到达链条的另一端。相反,当第一个单元细胞恢复正常并沿着细胞链越来越快地传播时,它被张力所取代。因此,张力只被链条末端的单元细胞所感受到,并将它们拉回。
”影响是我们每天都会遇到的问题,我们的系统提供了一种全新的方法来减少它的影响。例如,我们想用它来帮助人们和汽车在车祸中更好地运行,”杨说。”现在它是用纸做的,但我们打算用复合材料做。理想情况下,我们可以针对每个具体应用优化材料。“
其他合著者包括Hiromi Yasuda,宾夕法尼亚大学博士后,他作为UW航空航天博士学生完成了这项研究;马萨诸塞大学的Efstathios Charalampidis和Panayotis Kevrekidis;还有鲍登学院的克里斯托弗·张。这项研究由美国国家科学基金会、海军研究办公室和华盛顿研究基金会资助。亚博老虎机网登录
折纸灵感的材料设计,以软化冲击