Metamateriales porosos blandos que utilizan el doblamiento inducido por inflación para la activación inteligente

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Ingeniería mecánica
• La robótica

Sus antecedentes:

• Los metamateriales celulares ofrecen relaciones estructura-propiedad sintonizables para respuestas mecánicas mejoradas.
• Los metamateriales tradicionales se basan en la compresión o la deflación para la transformación de patrones.
• Las máquinas inteligentes blandas requieren capacidades avanzadas de programación y secuenciación.

Objetivo del estudio:

• Investigar teóricamente y realizar experimentalmente una nueva clase de metamateriales suaves y porosos que exhiben inestabilidad de flexión al inflarse.
• Para demostrar el comportamiento programable después de la curvatura a través de la afinación de parámetros geométricos.
• Desarrollar un nuevo mecanismo de accionamiento para máquinas inteligentes blandas.

Principales métodos:

• Investigación teórica y realización experimental de metamateriales celulares inflables.
• Ingeniería de cavidades de presión interna y estructuras de poros periódicos.
• Métodos analíticos y numéricos para predecir la presión de desviación y la reconfiguración del patrón.

Principales resultados:

• Se ha demostrado un comportamiento programable después de la curvatura en metamateriales celulares inflables mediante la sintonización de parámetros geométricos.
• Predecir con precisión la presión crítica de desviación y la reconfiguración del patrón utilizando modelos analíticos y numéricos.
• Se obtienen recuentos controlables de lóbulos circunferenciales en los poros cilíndricos al inflar.

Conclusiones:

• Los metamateriales celulares inflables ofrecen capacidades superiores de programación y secuenciación para máquinas inteligentes blandas.
• Los metamateriales desarrollados permiten un nuevo mecanismo de accionamiento para la reconfiguración repentina de la estructura global.
• Las aplicaciones incluyen el agarre selectivo de objetos delgados y el funcionamiento de fluidos multicanal con una sola entrada.