Высокие Технологии

Высокие Технологии
14 августа 2018

Исследователи создали материалы, которые помогут роботам удерживать предметы, не затрачивая дополнительную энергию

Большинство материалов деформируется в процессе их сжатия, тем самым выпуская энергию наружу. Иными словами, когда материал сжимается в одном месте, он расширяется в других местах. Правда, бывают и исключения. Например, материалы под общим названием ауксетики могут накапливать энергию внутри при внешнем воздействии, таком как сжатие или удар.

Такие материалы уже существуют, но обладают некоторыми ограничениями. Так, они обладают острыми углами, которые могут легко сломаться при сильном воздействии. Эти материалы, как правило, очень хрупкие и могут повредиться после первого же сжатия. Однако учёным из Великобритании удалось решить эту проблему. Они разработали ауксетические материалы, которые могут многократно (несколько тысяч раз) сплющиваться и хранить энергию, не разрушаясь при этом или не расходуя дополнительную энергию.

Ключом к решению проблемы стало использование трёхмерных решёток, которые одновременно изогнуты для распределения воздействующих сил и сгибаются таким образом, чтобы накапливать энергию. Это достигается благодаря использованию внутреннего запирающего механизма с засечками. Затем, когда материал нужно снова разблокировать, вернуть ему первоначальную форму и высвободить накопившуюся в нём энергию, достаточно приложить растягивающее усилие по бокам.

Пока что исследования находятся на раннем этапе. Тем не менее, исследователи полагают, что их материалы могут иметь практическое применение. Например, можно создать манипулятор робота, который захватит объект, и для дальнейшего его удерживания не будет затрачивать дополнительную энергию. Также можно будет создавать предметы, способные менять свои свойства в зависимости от температурного режима. Например, в холодную погоду одежда будет становиться более плотной, чтобы не отдавать тепло в окружающую среду. А при тёплой погоде одежда сможет становиться более свободной и «дышащей».