变体超材料:源自剪纸艺术的变形金刚
欧洲足球赛事 注:电影中的变形金刚所向披靡,势不可挡,殊不知材料界也有这样一个狠角色同样可随意变形,收放自如,更绝的是它的制造灵感居然来自剪纸!好奇心有没有被带起来呢?
布里斯托大学的工程师们利用日本剪纸艺术(Kirigami)研发出了一种新型超材料。Kirigami为一种日本剪纸艺术,把纸张折叠、剪裁后即可呈立体形状,新型超材料的制造正是基于这一理念。利用Kirigami技术生产出的新材料质量轻,强度高,精确度高,还可用来制造大型结构。超材料由活动单元构成,因此其力学性能可调,灵活性较折纸更强。
新型超材料的实验由布里斯托大学博士培训中心(ACCIS CDT)的博士博士项目负责,最新研究成果发表在Scientific Reports上。
博士生Robin Neville通过实验测定了kiragami超材料的机械性能,这种材料能利用驱动机制更改其配置,因此呈现出可变形的特质。
kiragami超材料也可由热塑性塑料或热固树脂制造,再加上集成传感器和其他电子系统,就可升级为“智能造型”材料,可在监控系统状况的同时更改其电子配置。
飞行器工程智能材料和结构系和ACCIS教授Fabrizio Scarpa称,“超材料工程单元的形变,能够使其表现出特异的性能。我们的研究对基于Kirigami设计原则的蜂窝超材料家族进行了调查,利用这一技术,我们制造出的材料定向性、可协调性都特别好。”
博士生Robin Neville补充称,“将分析模型与数值模拟结合,我们得出了Kirigami超材料的形变原理,这种材料还可用于其他变形结构。”
未来,这种技术还可用于机器人,飞行器的变形领域,甚至可用于天线。
参考原文链接:Morphing Metamaterial Created using Kirigami Technique
本文由材料人龙骑士供稿,王八嫉妒月亮编译,点我加入材料人编辑部。
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