Diseño y reprogramabilidad de los modos cero en materiales 2D a partir de un solo elemento

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Ingeniería mecánica
• Los metamateriales

Sus antecedentes:

• Los materiales mecánicos extremos ofrecen propiedades elásticas ajustables mediante la utilización de modos cero.
• Los marcos de diseño existentes luchan con la construcción y reprogramación arbitrarias de estos modos cero.

Objetivo del estudio:

• Presentar un nuevo método para definir y reprogramar los modos cero en materiales extremos 2D.
• Para permitir la construcción arbitraria y el ajuste dinámico de las propiedades de los metamateriales.

Principales métodos:

• Utilizando mecanismos de línea recta (SLM) para prescribir modos cero.
• Empleando simetría plana para coordinar los modos cero.
• Reprogramación in situ mediante la reorientación de los SLM.

Principales resultados:

• Diseñado, probado y reprogramado a escala de centímetros de materiales extremos isotrópicos, ortotrópicos y quirales.
• Se logra una interpolación suave y reversible entre las diferentes modalidades y propiedades de los materiales (por ejemplo, la relación de Poisson).
• Habilitado la quiralidad selectiva sin alterar la estructura global.

Conclusiones:

• La metodología propuesta ofrece una estrategia explícita para el diseño y la puesta a punto de materiales extremos 2D.
• Permite la construcción dinámica de metamateriales para lograr una amplia gama de propiedades elásticas.
• Supera las limitaciones de los marcos de diseño de metamateriales existentes.