Un equipo de investigadores de la Universidad Nacional de Tecnología de Defensa, la Universidad Politécnica de Hong Kong y el Instituto de Tecnología de Karlsruhe ha desarrollado una gran cantidad de metamateriales mecánicos basados ​​en engranajes que permiten la creación de láminas configurables. En su artículo publicado en la revista Nature Materials , el grupo describe cómo desarrollaron sus hojas y los posibles usos para ellas.

Como señalan los investigadores, las láminas utilizadas para aplicaciones tales como piezas de máquinas tienden a ser inflexibles y propensas a romperse con el tiempo debido al uso prolongado y las vibraciones. También son generalmente difíciles de reconfigurar si surge la necesidad, especialmente sobre la marcha. En este nuevo esfuerzo, los investigadores han desarrollado un nuevo tipo de hoja que permite la configuración sobre la marcha y que también es más elástica, lo que la ayuda a resistir las tensiones de las aplicaciones comerciales.

La nueva idea desarrollada por el equipo implica el uso de engranajes de engranaje fijados a un panel uno al lado del otro en forma de matriz. En tal configuración, los engranajes se mueven al unísono. Y a medida que lo hacen, señalan los investigadores, la flexibilidad de la hoja cambia de más flexible a menos, o viceversa.

En su trabajo, los investigadores utilizaron engranajes planetarios y de Taiji. Los primeros son casi bidimensionales y tienen un centro curvo único. Permitieron que se usaran diferentes orientaciones al crear una hoja. Los engranajes planetarios también son casi planos pero tienen centros con múltiples orificios. Su uso permitió la carga de compresión.

En su trabajo, los investigadores crearon una amplia variedad de hojas para probar diferentes configuraciones. En algunos, usaban engranajes que no eran todos del mismo tamaño; en otros, intentaron omitir engranajes en patrones para ver qué tipo de impacto podría tener en la flexibilidad de la hoja. Pudieron crear una gran cantidad de láminas que tenían diferentes grados de elasticidad, lo que permitía diferentes grados de flexibilidad, estiramiento o flexión. También crearon láminas con engranajes que se podían enclavar a pedido, lo que permitía que una lámina se volviera extremadamente rígida casi al instante.

Los investigadores sugieren que, además de usar sus hojas como partes de máquinas, también podrían usarse en apéndices de robots que se contraen como músculos. + Explora más

Creación de nanoláminas 2D en las que las moléculas de las capas se mantienen unidas únicamente mediante enlaces no covalentes débiles

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