Команда из North Carolina State University представила morpho-interlocking protective module (MIPM) — гибкую защитную структуру, вдохновлённую броненосцами. Её задача — автоматически укрывать и защищать хрупкие технологии, в том числе мягкие роботы и гибкую электронику.
Устройство имеет три общих слоя. Внешний слой — экзоскелет из сегментированных изогнутых чешуек, напечатанных из смолы на 3D‑принтере. Средний слой сочетает элементы сенсинга и привода: эластомер на основе жидких кристаллов (LCE), датчик деформации из эластичного полимера с внедрёнными серебряными нанопроводами, ленту Kapton и тонкий слой проводящей ткани в роли нагревателя. Внутренний эндоскелет выполнен из прочной бумаги, сложенной в рёбра, которые поддерживают ряд жёстких сегментных чешуек.
Когда датчик фиксирует рост растяжения, он отправляет сигнал, блок управления включает нагрев, LCE сокращается, Kapton расширяется, и структура изгибается так, что экзоскелет оказывается снаружи. Чешуи сцепляются и формируют внутренний каркас, повышая жёсткость и прочность. В демонстрациях увеличение числа сегментных чешуек действительно повышало жёсткость конструкции.
Сложные слова
- экзоскелет — жёсткий наружный каркас вокруг устройства или тела
- эндоскелет — внутренний каркас внутри конструкции или тела
- эластомер — упругое полимерное вещество которое может растягиваться
- датчик деформации — устройство которое измеряет изменение формы или растяжения
- чешуйка — тонкий сегмент или пластина на поверхностичешуек, Чешуи
- жёсткость — свойство материала сопротивляться деформации или изгибу
- сцепляться — соединяться плотно друг с другом держаться вместесцепляются
Подсказка: наведите, сфокусируйтесь или нажмите на выделенные слова, чтобы увидеть краткие определения прямо во время чтения или прослушивания.
Вопросы для обсуждения
- В каких реальных устройствах или приборах могли бы применяться такие защитные модули и почему?
- Какие преимущества и возможные ограничения вы видите у структуры с экзоскелетом и внутренним эндоскелетом?
- Как изменение числа сегментных чешуек может повлиять на использование модуля в разных задачах?
Похожие статьи
Новый метод превращает осадок в возобновляемый природный газ
Пилотное исследование показало, что предподготовка осадка перед анаэробной дигестией даёт больше возобновляемого природного газа и снижает затраты на утилизацию. После обработки учёные использовали бактерию для получения почти чистого метана.
Как ИИ меняет медицинскую помощь в субсахарской Африке
Искусственный интеллект уже помогает ставить диагнозы и ускорять доставку медицинских услуг в некоторых частях субсахарской Африки. Проекты показывают снижение ошибок и более быструю помощь, но остаются проблемы с регулированием, финансированием и безопасностью данных.
Возраст гранул термитов показывает, активна ли колония
Исследование Университета Калифорнии в Риверсайде показало, что микробы в гранулах помёта термитов меняются со временем. Ученые измерили падение бактериальной ДНК и предлагают полевой тест, чтобы отличать свежие гранулы от старых.
Световой кальциевый «двигатель» для искусственных клеток
Исследователи во главе с Georgia Tech научились управлять сокращением искусственной белковой сети с помощью кальция, высвобождаемого светом. Система работает без моторных ATP‑белков и может повторно сокращаться и перемещать микрочастицы.
