تم العثور على سر قوة المواد في نسج ما قبل التاريخ: فيديو

المهندسون من جامعة ميشيغان وقد وجد أن المواد المنسوجة يمكن أن تعود إلى شكلها الأصلي بعد ضغط متعدد ، والحفاظ على الصلابة والاستقرار. تفتح هذه الخاصية فرصًا جديدة للروبوتات وتفاصيل السيارات والهياكل المعمارية. يتم نشر نتائج الدراسة في أبحاث المراجعة البدنية.

ظهرت فكرة الدراسة بعد برنامج الدكتوراه للهندسة المدنية والبيئية Goway (Wayne) Tu عبر منشور ، وصف السلال القديمة التي تم إنشاؤها حوالي 7500 قبل الميلاد. ه.

“لقد عرفنا أن النسيج يخلق بشكل فعال أشكالًا ثلاثية الأبعاد من الأشرطة ، مثل القصب واللحاء ، لكنهم اشتبهوا في أن لديهم مزايا ميكانيكية أساسية” ، أوضح إيفغيني فيليبوف ، أستاذ مشارك في الهندسة المدنية والبيئية ومؤلف العمل.

فحص الفريق الفرضية ، وأشرطة النسيج المصنوعة من مادة البوليستر بسمك من ورقتين فقط من الورق. تم تشكيل هذه الفراغات في الهياكل الحجمية – المواد الميكانيكية الميكانيكية SO. على عكس المواد العادية ، لا تعتمد قوتها وسلوكها على التكوين كما في الهندسة.

أظهرت التجارب فرقًا مذهلاً بين العينات المنسوجة والأوراق الكاملة. استعاد الصندوق المستطيل ، الذي تم جمعه من الأشرطة المتشابكة ، الشكل حتى بعد الضغط بمقدار 14 سم (ما يصل إلى 20 ٪ من الارتفاع الأولي) ، في حين أن المواد المستمرة كانت بالفعل في أحمال أصغر. تم تأكيد التحليل باستخدام المسح ثلاثي الأبعاد: يعيد الهيكل المنسوج إعادة توزيع الجهد على السطح ، بينما تركز الألواح بأكملها على نقاط منفصلة وتكسير.

لاحظ العلماء أيضًا أن الزوايا المنسوجة تبين أنها صلبة تقريبًا مثل نظائرها الكاملة (حوالي 70 ٪) ، والتي تدمر الصورة النمطية لـ “نعومة” مثل هذه الأنظمة.

كانت ذات أهمية خاصة إنشاءات أكثر تعقيدًا. شكل على شكل حرف L يشبه يد روبوتية ، تحمل الحمولة 80 مرة أكثر من كتلتها الخاصة ، في حين ظلت متنقلة. وتمكن النموذج الأولي للروبوت الأربعة المنسوجة (“الكلب”) من الاحتفاظ به وزن 25 مرة من تلقاء نفسه وحتى بعد أن عادت الحمل الزائد إلى حالتها الأصلية. هذا مزيج من القوة والمرونة ، واكتشافًا مهمًا للروبوتات والتفاعل الآمن للروبوتات مع شخص.

“بفضل هذه الوحدات الزاوية ، يمكننا إنشاء أسطح منسوجة مع هندسة مكانية معقدة ، والتي هي في وقت واحد جامدة ومستقرة” ، أكد TU.

يلاحظ مؤلفو الدراسة أن آفاق الاستخدام العملي واسع جدًا: من الهيكل الخارجي الخفيف والآمن إلى عناصر البناء وأجزاء مقاومة للصدمات من السيارات. وفقًا لـ Filipov ، في المستقبل ، من المخطط دمج المواد والمستشعرات النشطة بحيث يمكن لهذه الهياكل الاستجابة للبيئة الخارجية ، وتصبح أنظمة “ذكية” بشكل أساسي.