Los ingenieros de la Universidad de Bristol han desarrollado un nuevo metamaterial de cambio de forma utilizando Kirigami, que es el antiguo arte japonés de cortar y doblar papel para obtener formas en 3D.
Los metamateriales son una clase de material diseñado para producir propiedades que no ocurren naturalmente. Actualmente, los metamateriales se utilizan para fabricar absorbentes electromagnéticos y de vibraciones artificiales y sensores de alto rendimiento. Kirigami se puede aplicar para transformar materiales de lámina bidimensionales en tres complejostridimensionales con una selección más amplia de geometrías que el origami 'clásico'.
La investigación, desarrollada dentro de un programa de doctorado dirigido por el Centro de Capacitación Doctoral EPSRC de la Universidad en Compuestos Avanzados para la Innovación y la Ciencia ACCIS CDT, se publica hoy en Informes científicos .
El tipo de metamateriales mecánicos que utilizan la técnica de Kirigami, desarrollado por el estudiante de doctorado Robin Neville, cambia de forma sin problemas, exhibe grandes variaciones en el rendimiento mecánico con pequeños cambios de geometría y puede adaptarse para modificar su configuración mediante el uso de mecanismos de actuación convencionales.
El metamaterial de Kirigami también se puede producir utilizando materiales compuestos termoplásticos o termoestables disponibles en el mercado, y se pueden integrar diferentes sistemas de detección y electrónica para obtener una estructura inteligente de cambio de forma totalmente integrada.
Fabrizio Scarpa, profesor de Materiales y Estructuras Inteligentes en el Departamento de Ingeniería Aeroespacial y ACCIS, dijo: "Los metamateriales mecánicos exhiben propiedades inusuales a través de la forma y la deformación de sus subunidades de ingeniería. Nuestra investigación presenta una nueva investigación de la cinemática de una familiade metamateriales celulares basados en los principios de diseño de Kirigami. Esta técnica nos permite crear estructuras celulares con cortes y pliegues diseñados que producen grandes cambios de forma y volumen, y con propiedades mecánicas extremadamente direccionales y ajustables ".
Robin Neville, estudiante de doctorado, agregó: "Al combinar modelos analíticos y simulaciones numéricas, hemos demostrado cómo estos metamateriales celulares de Kirigami pueden cambiar sus características de deformación. También hemos demostrado el potencial de usar estas clases de metamateriales mecánicos para aplicaciones de cambio de forma comoestructuras de transformación "
En el futuro, este metamaterial de Kirigami podría usarse en robótica, estructuras de transformación para aplicaciones de fuselaje y espacio, microondas y antenas inteligentes.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Bristol . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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