Материалы с памятью формы продолжают активно исследовать учёные

Материалы с памятью формы продолжают активно исследовать учёные

Команда учёных, составленная из представителей Технологического института (Джорджия) и университета Огайо, разработала инновационный мягкий полимерный материал. Продукт получил название — магнитный полимер с памятью формы. Особенность структуры продукта — использование магнитных полей для преобразования в различные формы. Новый материал, по мнению разработчиков, способен обеспечить широкий спектр применений — от изготовления антенн, меняющих частоты «на лету», до рычагов захвата всевозможных предметов.

Смесь трёх различных ингредиентов

Полученный материал представлен смесью трёх различных ингредиентов. При этом каждый ингредиент демонстрирует уникальные характеристики:

  1. Тип магнитных частиц для индуктивного нагрева.
  2. Тип магнитных частиц сильного притяжения.
  3. Полимеры с памятью формы, фиксирующие различные изменения непосредственно.

Это впервые созданный материал, где объединяются сильные стороны всех отдельных компонентов в единой системе, способной к быстрым и перепрограммируемым изменениям формы (блокируемым и обратимым).

Относительно исследований сообщал журнал «Advanced Materials», где отмечено, что работы финансировались Национальным фондом науки, Управлением научных исследований ВВС и Министерством энергетики США.

Для создания материала исследователями использовались распределения частиц:

Как только частицы полностью включили в состав, на следующем этапе формовали смесь в различные объекты, предназначенные для оценки того, как материал работал в ряде применений.

Так, была изготовлена «захватная лапа» в виде Т-образной конструкции из полимерной смеси, с магнитной памятью формы. Приложение высокочастотного, колеблющегося магнитного поля по отношению к объекту, способствует нагреву частиц оксида железа за счёт индукции, нагревая весь захват.

Это повышение температуры, в свою очередь, привело к размягчению и податливости полимерной матрицы с памятью формы. Затем к лапе прикладывается другое магнитное поле для получения эффекта открывания / закрывания лапы. По мере остывания, полимеры с памятью формы остаются заблокированными в исходном положении.

Подъём «деликатных» объектов

Процесс трансформации структуры занимает считанные секунды от начала до конца цикла. Степень прочности материала в заблокированном состоянии позволяет лапе поднимать предметы, 1000-кратно превышающие собственный вес захватывающего устройства.

Несомненно, новый материал видится полезным, например, в ситуациях, когда роботизированной руке необходимо поднимать «деликатный» объект, чтобы не повредить. Например, в условиях пищевой промышленности, на химических производствах, в случаях биомедицинских применений.


При помощи информации: Gatech