Разработаны новые плетеные метаматериалы, обладающие настраиваемыми характеристиками

Исследователи Массачусетского технологического института создали универсальную вычислительную платформу для разработки нового класса мягких и деформируемых не встречающихся на Земле материалов. Уникальная структура и плетение волокон придают этим 3D-материалам особые механические свойства. Изобретатели предлагают применять их в мягкой робототехнике, биомедицинских устройствах, носимой электронике и функциональных текстильных изделиях.

Традиционно метаматериалы проектируют для высокой жесткости и прочности при малом весе. Однако специалисты из MIT обратились к мягким и податливым структурам. Они разработали алгоритм, который преобразует графический образ метаматериала в конкретную геометрию переплетения волокон. Программа позволяет задавать параметры, такие как радиус и шаг волокон, чтобы различные зоны материала имели разные свойства.

Новаторство подхода заключается в моделировании сложных явлений, таких как самоконтакт и спутанность волокон. Это позволяет прогнозировать деформацию и разрушение материала. Таким образом, инженеры получают инструмент для создания структур, которые могут менять форму при растяжении или противостоять разрывам.

Программа имеет открытый исходный код, что позволяет генерировать файлы для 3D-печати и моделирования материалов. Ранее создание таких сложных трехмерных решеток требовало кропотливой работы, ограничивая разнообразие образцов. Новый инструмент устраняет это ограничение, предоставляя больше свободы в проектировании.

В будущем эта технология может привести к разработке носимых сенсоров, адаптирующихся к движениям кожи, специальных тканей для аэрокосмической и оборонной отраслей, а также гибких электронных устройств и киберимплантов.

Источник: vk.com

Комментарии: