Civilingenjör

Formskiftande kolfiber kan användas i aerodynamik, robotik och mer

Formskiftande kolfiber kan användas i aerodynamik, robotik och mer


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Shapeshifting kolfiberPNAS

Föreställ dig att se vindturbinblad förändra form för att maximera deras effektivitet, eller flygplansvingar som rör sig själva utan användning av hydrauliska roder eller kranar.

Det här är bara två av de stora användningsområdena som ett nytt kolfibermaterial kan ge liv tack vare ett forskargrupp i Sverige. KTH: s forskare vid Kungliga tekniska högskolan har avslöjat sitt bevis på konceptstudie och publicerat det i Proceedings of the National Academy of Sciences i Amerikas förenta stater (PNAS).

SE OCH: DESIGNER GÖR CARBON FIBER BIKE RAM FRÅN CAD-DESIGN TILL FINANS

Formförskjutningsteknik

Den nya solid-state kolfiberkompositet som presenteras av forskarna vid KTH Royal Institute of Technology kan ändra former tack vare elektroniska impulser.

Medförfattare till studien, Daniel Zenkert, förklarade att materialet visar alla de användbara egenskaperna hos formformande material. Men det gör det utan några av de problem som andra projekt har stött på, såsom vikt och otillräcklig mekanisk stelhet.

"Formförskjutningstekniker används vanligtvis i robotik, satellitbommar och mer tack vare system med tunga mekaniska motorer, hydrauliska och pneumatiska pumpar eller solenoider", säger Zenkert. Dessa typer av mekaniska system är kända som "parasitvikt" och kostar mycket att underhålla.

Ett sätt att hålla kostnaderna minimala, såväl som att klara av tunga mekaniska system, är att använda solid state morphing-material.

Zenkert förklarade "Vi har utvecklat ett helt nytt koncept. Det är lätt, styvare än aluminium och materialet ändrar form med elektrisk ström." Materialet kan producera stora deformationer och kan hålla dem utan extra kraft, även om det görs i låga hastigheter, nämnde han.

Lagets komposit består av tre lager. Två av dessa skikt är kommersiella kolfibrer dopade med litiumjoner på vardera sidan om den tunna separatorn. Genom att lägga till elektrisk ström kan litiumjonerna röra sig från ena sidan till den andra, vilket får det vanligtvis raka materialet att böjas. Genom att bara vända strömmen kan materialet gå tillbaka till sitt tidigare obentade tillstånd.

"Vi har under en tid arbetat med strukturella batterier, såsom kolfiberkompositer som också lagrar energi som ett litiumjonbatteri", säger Zenkert. "Nu har vi vidareutvecklat arbetet. Vi förväntar oss att det leder till helt nya koncept för material som bara ändrar form genom elektrisk styrning, material som också är lätta och styva."

Nu vet du vad du ska använda när du bygger dina egna flygplansvingar.


Titta på videon: CYBIRD - ORNITHOPTOR - RC ROBOT BIRD AT HDMFC (Januari 2023).