CGI Animated Short : "ShapeShifter" by CHRLX | TheCGBros
Subtiele fotochemische en thermische reacties versterken enkele van de meest efficiënte mechanische systemen in de natuur - zoals bijvoorbeeld een bloem die openstaat voor de zon. Diezelfde zelfvoorzienende elegantie komt naar de toekomst van robotica en andere high-tech apparaten, dankzij nieuw onderzoek van de Universiteit van Colorado, Boulder.
Een groep chemische en biologische ingenieurs hebben daar een plastic vervaardigd dat herhaaldelijk van de ene complexe, voorgedefinieerde vorm naar de andere kan transformeren, gebaseerd op veranderingen in temperatuur of blootstelling aan bepaalde golflengten van licht. Het materiaal is gemaakt van dezelfde vloeibaar-kristallijne elastomeren (LCE's) die op veel hedendaagse flatscreen-beeldschermen voorkomen. Het onderzoek is deze maand in het tijdschrift gepubliceerd Science Advances.
Het is een soort van een futuristische uitbreiding van de technologie achter die nieuwigheid drinkrietjes of winterhandschoenen voor kinderen die van kleur veranderen in de hitte, behalve dat het eigenlijk enige bruikbaarheid heeft.
Matthew McBride, een postdoctorale onderzoeker bij CU Boulder en de hoofdauteur van de studie vertelt omgekeerde zegt dat het vormvervormende materiaal een veelvoud aan toepassingen claimt.
"Zachte robotica wordt veel rondgegooid", zegt hij. "Biomedische apparaten, ik heb zelfs gehoord van interesse in de olie- en gasindustrie - in essentie elke toepassing waarbij je iets op afstand zou moeten bedienen."
Als je er niet bent om iets zelf te veranderen, met andere woorden - en je hebt er geen vertrouwen in dat je altijd de elektriciteit hebt om het te automatiseren - dan zou zoiets als dit nieuwe polymeer van pas komen.
Je zou kunnen opmerken dat het groene rasterachtige prototype hierboven is ontworpen om te vouwen en te ontvouwen, miura-stijl, een soort zeer omkeerbare 'vormgeheugen origami' die populair is gebleken in het ontwerp van zonnepanelen voor satellieten en andere ruimtesondes.
Bowman, vermeld in een verklaring aan CU Boulder vandaag dat het nieuwe materiaal ook van toepassing zou kunnen zijn in de wereld van additive manufacturing, een andere term voor 3D-printen - een aanwijzing over hoe het werkt.
Acrylaatpolymeren zijn een soort plastic materiaal dat veel voorkomt als lijmen, kleefstoffen en als 3D-printerinkt vanwege de elastische eigenschappen en de manieren waarop het kan vervormen en vervolgens zichzelf in een stijve vorm brengt. Het CU Boulder-materiaal was afgestemd op bepaalde temperaturen en lichte golflengten door moleculen in de structuur in te brengen waarvan bekend is dat ze thiol-Michael-additiereacties ondergaan in de matrix van vloeibaar-kristallijne elastomeermoleculen. Het wordt soms "klikchemie" genoemd vanwege de bevredigende en dramatische draaipunten die het produceert in de geometrie op moleculair niveau. Licht en warmte genereren in essentie de vrije radicalen die nodig zijn om de klik te activeren.
"Deze moleculen genereren radicalen die vervolgens reageren met deze dynamische bindingen en ervoor zorgen dat ze herschikken", aldus McBride. "Als de bindingen niet herschikken, is het gewoon een polymeernetwerk, dus het is een statisch, nogal permanent, 3D-netwerk."
Voor het miura-achtige, groene materiaal koos het team 80 graden Celsius als de opschoontemperatuur die het materiaal terug in een vlakke vorm zou 'ontspannen', omdat koelere temperatuurpunten dreigden te dicht bij de zogenaamde glasovergang te komen, waar zachte kunststoffen verplaatsen zich naar meer broze en harde kunststoffen. De lichtgolflengten werden in het materiaal geprogrammeerd door deze eerst te vouwen en vervolgens te bestralen met 320 tot 500 nanometer golflengte licht - dus tussen violet, blauw en groen licht langs het zichtbare spectrum - met behulp van een kwiklamplichtbron.
Het materiaal is tot nu toe opmerkelijk veerkrachtig gebleken, maar het team is heel openhartig over de hoeveelheid werk die nodig is om het van hier naar de echte toepassingen te krijgen.
"Ik heb dit ene stuk dat ik heb gebruikt voor demonstraties, want zoals nu meer dan een jaar", zegt McBride, "die is waarschijnlijk al 50 keer verdwenen en het lijkt nog steeds lang te duren."
"Maar, zeker, als je echt een praktisch apparaat zou moeten maken, zou je het duizenden tot zelfs miljoenen keren moeten testen."
De atmosfeer van Pluto lijkt op een blauwe droom onder infrarood licht
Op vrijdag bracht NASA een spookachtig nieuw beeld uit dat de New Horizons-ruimtesonde tijdens de flyby van Pluto maakte: een blik op de atmosfeer van Pluto onder infrarode golflengten. Het resultaat is een serene blauwe gloed die de dwergplaneet in een perfecte cirkel schetst. New Horizons brak dit schot op 14 juli vorig jaar als de p ...
Mexico onder hoog alarm na diefstal van radioactief materiaal
Donderdagochtend werd radioactief materiaal gestolen van een vrachtwagen in de staat Guanajuato, wat leidde tot een waarschuwing in zeven Mexicaanse staten.
Is je vriendje materiaal of gooit hij materiaal?
Wanneer je een man ontmoet, vraag je je meestal af of hij vriendjesmateriaal is. Gebruik deze 20 tekens om te weten wie er in zit voor de relatie en wie niet.