Close Menu
    Facebook X (Twitter) Instagram
    HUMANMAG
    • Dom
    • Nagłówki
    • Świat
    • Biznes
    • Nauka
    • Technika
    • Sport
    • Rozrywka
    HUMANMAG
    Home»technologia»Naukowcy z Harvardu opracowali „inteligentny” płyn
    technologia

    Naukowcy z Harvardu opracowali „inteligentny” płyn

    9 kwietnia, 2024Brak komentarzy4 Mins Read
    Facebook Twitter Pinterest LinkedIn Reddit WhatsApp Email
    Naukowcy z Harvardu opracowali „inteligentny” płyn
    Share
    Facebook Twitter Pinterest Reddit WhatsApp Email

    Z Szkoła Inżynierii i Nauk Stosowanych im. Johna A. Paulsona na Harvardzie 7 kwietnia 2024 r

    Metapłyn

    Naukowcy z Harvardu opracowali wszechstronny, programowalny metaciecz, który w odpowiedzi na ciśnienie może zmieniać swoje właściwości, w tym lepkość i przezroczystość optyczną. Ta nowa klasa płynów ma potencjalne zastosowania w robotyce, urządzeniach optycznych i rozpraszaniu energii, a także stanowi znaczący przełom w technologii metamateriałów (koncepcja artysty). Źródło zdjęcia: SciTechDaily.com

    Naukowcy opracowali metapłyn o programowalnej reakcji.

    Naukowcy z Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) opracowali programowalny metaciecz o regulowanej sprężystości, właściwościach optycznych, lepkości, a nawet zdolności do przejścia między płynem newtonowskim i nienewtonowskim.

    Pierwszy tego rodzaju metafluid wykorzystuje zawiesinę małych kulek elastomeru – od 50 do 500 mikrometrów – które uginają się pod ciśnieniem i radykalnie zmieniają właściwości płynu. Metapłyn można wykorzystać we wszystkim, od siłowników hydraulicznych po roboty programujące, inteligentne amortyzatory, które mogą rozpraszać energię w zależności od intensywności uderzenia, po urządzenia optyczne, które mogą przełączać się z przezroczystego na nieprzezroczysty.

    Badanie zostało opublikowane w Natura.

    „Dopiero zarysowujemy możliwości tej nowej klasy płynów” – powiedział Adel Djellouli, pracownik naukowy w dziedzinie inżynierii materiałowej i inżynierii mechanicznej w SEAS oraz główny autor artykułu. „Dzięki tej jednej platformie można robić wiele różnych rzeczy w tak wielu różnych obszarach”.

    Metapłyny a metamateriały stałe

    Metamateriały – materiały wytworzone przez człowieka, których właściwości określa raczej ich struktura niż skład – od lat znajdują zastosowanie w licznych zastosowaniach. Jednak większość materiałów – jak rodzaje metali opracowane w laboratorium Federico Capasso, Roberta L. Wallace’a, profesora fizyki stosowanej i Vintona Hayesa, starszego pracownika badawczego w dziedzinie inżynierii elektrycznej w SEAS – jest solidna.


    Przestrajalna optyka z logo Harvardu pod metafluidem. Źródło zdjęcia: Harvard SEAS

    „W przeciwieństwie do solidności Metamateriały„Metapłyny mają wyjątkową zdolność płynięcia i dopasowywania się do kształtu pojemnika” – stwierdziły Katia Bertoldi, William i Ami Kuan Danoff, profesorowie mechaniki stosowanej w SEAS i starszy autor artykułu. „Naszym celem było stworzenie metacieczy, który nie tylko będzie posiadał te niezwykłe właściwości, ale także zapewni platformę dla programowalnej lepkości, ściśliwości i właściwości optycznych”.

    READ  BAE Systems zaprezentuje polskie partnerstwa i technologie obronne na MSPO 2023

    Wykorzystując wysoce skalowalną technikę produkcji opracowaną w laboratorium Davida A. Weitza, profesora fizyki i fizyki stosowanej Mallinckrodta w SEAS, zespół badawczy wyprodukował setki tysięcy tych wysoce odkształcalnych, wypełnionych powietrzem kulistych kapsułek i zawiesił je w oleju silikonowym. Wraz ze wzrostem ciśnienia w cieczy kapsułki zapadają się i tworzą półkulę przypominającą soczewkę. Po usunięciu tego ciśnienia kapsułki powracają do swojego kulistego kształtu.

    Właściwości i zastosowania metacieczy

    To przejście zmienia wiele właściwości cieczy, w tym jej lepkość i nieprzezroczystość. Właściwości te można regulować zmieniając liczbę, grubość i wielkość kapsułek w płynie.

    Naukowcy zademonstrowali programowalność płynu, ładując metapłyn do hydraulicznego chwytaka automatycznego, a chwytak podnosił szklaną butelkę, jajko i jagodę. W tradycyjnym układzie hydraulicznym, który po prostu działa na powietrze lub wodę, robot potrzebowałby jakiegoś rodzaju czujników lub zewnętrznego sterowania, aby dostosować swój uchwyt i podnieść wszystkie trzy przedmioty bez ich zgniatania.

    Ale w przypadku metafluidu percepcja nie jest wymagana. Sam płyn reaguje na różne ciśnienia i zmienia swoją podatność, dostosowując siłę chwytaka tak, aby bez dodatkowego programowania mógł utrzymać ciężką butelkę, delikatne jajko i małą jagodę.

    „Pokazujemy, że możemy wykorzystać ten płyn do zapewnienia inteligencji prostemu robotowi” – ​​powiedział Djellouli.

    Zespół zademonstrował także płynną bramkę logiczną, którą można przeprogramować poprzez zmianę metacieczy.

    Właściwości optyczne i stany płynne

    Metaciecz zmienia również swoje właściwości optyczne pod wpływem zmieniających się ciśnień.

    Kiedy kapsułki są okrągłe, rozpraszają światło i sprawiają, że płyn jest nieprzezroczysty, podobnie jak pęcherzyki powietrza sprawiają, że woda gazowana wydaje się biała. Jednakże pod wpływem nacisku kapsułki zapadają się, zachowując się jak mikrosoczewki, skupiając światło i nadając cieczy przezroczystość. Te właściwości optyczne można wykorzystać w szeregu zastosowań, takich jak e-atramenty zmieniające kolor w zależności od druku.

    Naukowcy wykazali również, że w przypadku kapsułek kulistych metaciecz zachowuje się jak płyn Newtona, co oznacza, że ​​jego lepkość zmienia się jedynie w zależności od temperatury. Jednakże, gdy kapsułki zapadają się, zawiesina zamienia się w płyn nienewtonowski, co oznacza, że ​​jej lepkość zmienia się w odpowiedzi na siłę ścinającą – im większa siła ścinająca, tym bardziej staje się płynna. Jest to pierwszy metaciecz, którego udowodniono przejście między stanami newtonowskimi i nienewtonowskimi.

    READ  DiGiCo zainstalowano w Państwowym Teatrze Lalek

    Następnie naukowcy chcą zbadać właściwości akustyczne i termodynamiczne metacieczy.

    „Zakres zastosowań tych skalowalnych i łatwych w produkcji metapłynów jest ogromny” – powiedział Bertoldi.

    Odniesienie: „Wyboczenie powłoki dla programowalnych metacieczy” autorstwa Adela Djellouli, Berta Van Raemdoncka, Yang Wanga, Yi Yang, Anthony’ego Caillauda, ​​Davida Weitza, Shmuela Rubinsteina, Benjamina Gorissena i Katii Bertoldi, 3 kwietnia 2024 r., Natura.
    DOI: 10.1038/s41586-024-07163-z

    Harvard Office of Technology Development chroni własność intelektualną związaną z tymi badaniami i obecnie bada możliwości komercjalizacji.

    Badania były częściowo wspierane przez NSF w ramach grantu DMR-2011754 z Centrum Badań nad Materiałami Uniwersytetu Harvarda.

    Witold Gombrowicz

    Witold Gombrowicz jest autorem publikującym na portalu humanmag.pl, gdzie porusza tematy związane z aktualnościami, polityką, biznesem, technologią, sportem, rozrywką i stylem życia. Skupia się na przejrzystym przedstawianiu faktów, dostarczaniu użytecznych informacji oraz opisywaniu wydarzeń i historii istotnych dla czytelników w rzetelny i przystępny sposób.

    Share. Facebook Twitter Pinterest LinkedIn WhatsApp Reddit Email
    Previous ArticleKaufland otwiera swój marketplace w Polsce i Austrii
    Next Article Polska zgłasza „Chłopów” do wyścigu o Oscara dla najlepszego międzynarodowego filmu fabularnego

    Related Posts

    Poważny błąd w Windows 11 może zajmować setki gigabajtów miejsca na dysku

    8 lipca, 2026

    Gracze protestują przeciwko rezygnacji z płyt na PlayStation. Petycja zyskuje coraz większe poparcie

    8 lipca, 2026

    Xbox przechodzi największą restrukturyzację w swojej historii. Pracę straci 3200 osób

    8 lipca, 2026

    Meta uruchamia AI Studio w USA, aby umożliwić programistom tworzenie chatbotów AI

    30 lipca, 2024

    PSA: zdobądź 1000 złotych punktów dzięki tej ofercie internetowego członkostwa rodzinnego Switch (Ameryka Północna)

    30 lipca, 2024

    Apple twierdzi, że jego modele AI zostały przeszkolone na niestandardowych chipach Google

    30 lipca, 2024
    Add A Comment
    Leave A Reply Cancel Reply

    Navigate
    • Dom
    • Nagłówki
    • Świat
    • Biznes
    • Nauka
    • Technika
    • Sport
    • Rozrywka
    Pages
    • o nas
    • Formularz kontaktowy
    • DMCA
    • Polityka Redakcyjna
    • Polityka prywatności
    • o nas
    • Formularz kontaktowy
    • DMCA
    • Polityka Redakcyjna
    • Polityka prywatności
    © 2026 HumanMag. All rights reserved.

    Type above and press Enter to search. Press Esc to cancel.