Изменяющее форму углеродное волокно

Представьте себе лопасти ветряных турбин, которые меняют форму для достижения наибольшей эффективности при переменной скорости ветра, или крылья самолетов, которые сгибаются и изменяют свою форму без гидравлических рулей и элеронов. Это два потенциальных способа использования материала из углеродного волокна, представленных исследователями в Швеции.

Новый твердотельный композит из углеродного волокна, способный менять форму с помощью электронных импульсов, был продемонстрирован исследователями Королевского технологического института KTH в доказательство концепции, опубликованном в издании Proceedings of the National Academy of Sciences of United States America ("Формообразующий композит из углеродного волокна с использованием электрохимического воздействия").

Гибкий углеродный волокнистый материал

Соавтор Дэн Зенкерт говорит, что материал обладает всеми преимуществами формообразующего материала - без недостатков, которые мешали другим разработкам, таких как вес и недостаточная механическая жесткость.

Подписывайтесь на наш youtube канал!

По словам Зенкерта, современные технологии формообразования, которые могут быть использованы в робототехнике и спутниковых штангах, опираются на системы тяжелых механических двигателей, гидравлических и пневматических насосов или соленоидов для изменения формы. Эти механически сложные системы добавляют то, что называется "паразитарной массой", и являются дорогостоящими в обслуживании.
Одним из способов снижения механической сложности является использование полупроводниковых материалов для формообразования, говорит он.

"Мы разработали совершенно новую концепцию", - говорит Зенкерт. "Он легче, жестче алюминия, и материал меняет форму с помощью электрического тока". По его словам, материал способен создавать большие деформации и удерживать их без дополнительной мощности, хотя и с низкой скоростью.

Композит состоит из трех слоев - два из которых являются коммерческими углеродными волокнами, легированными литиевым ионами с каждой стороны тонкого изолятора. Когда каждый из слоев углеродного волокна имеет равномерное распределение ионов, материал получается прямым. При подаче электрического тока ионы лития мигрируют с одной стороны на другую, вызывая изгиб материала. Обратный ток позволяет материалу вернуться в состояние равновесия и восстановить прежнюю, несгибаемую форму.

"В течение некоторого времени мы работали со структурными батареями, такими как композитные материалы из углеродного волокна, которые также аккумулируют энергию, как литий-ионная батарея", - говорит Зенкерт. "Теперь мы продолжили работу. Мы ожидаем, что это может привести к совершенно новым концепциям для материалов, которые меняют форму только с помощью электрического управления, материалов, которые также являются легкими и жесткими".

В настоящее время исследователи продвигаются вперед, используя легкие и структурные материалы с еще большим количеством функций и с конечной целью эффективного использования ресурсов и устойчивого развития. опубликовано econet.ru по материалам nanowerk.com

Подписывайтесь на наш канал Яндекс Дзен!

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление - мы вместе изменяем мир! © econet