Материал создан учеными из Нанкинского университета аэронавтики и астронавтики из никель-титанового сплава с использованием высокоточной лазерной 3D-печати. Этот метод позволил сформировать микроскопические волнистые структурные элементы размером всего 0,3 мм, что обеспечило материалу уникальные механические свойства и прецизионный контроль над деформацией, пишет EurekAlert.
Проблема современных адаптивных конструкций часто заключается в выборе материала: пассивные структуры не могут менять форму в реальном времени, а полимерные аналоги недостаточно прочны для аэрокосмической отрасли. Существующие решения обычно требуют громоздких механических приводов, которые утяжеляют конструкцию и снижают эффективность крыла.
Исследователи подошли к задаче иначе, создав активную металлическую структуру, способную выдерживать аэродинамические нагрузки и при этом самостоятельно изменять конфигурацию. Вдохновением послужило строение семенной оболочки портулака, растения, клетки которого имеют волнистые границы, равномерно распределяющие механическое напряжение.
На основе этой бионической модели была разработана сетчатая ячеистая структура, параметры которой можно настраивать, меняя количество соединений в узлах. Это позволяет варьировать механические характеристики в широком диапазоне. Особенно удалась гексагональная решетка: она выдерживает растяжение до 38%, а после нагрева возвращает более 96% исходной формы.
В качестве демонстрации исследователи изготовили прототипы секций крыла, которые смогли плавно изменять угол изгиба в диапазоне от –25 до 25 градусов даже при низких температурах. Поскольку материал выполняет функцию актуатора самостоятельно, необходимость во внешних приводах отпадает.
Эта работа открывает возможность перехода от пассивных и полимерных решений к прочным, саморегулируемым металлическим системам. В перспективе ученые планируют интегрировать в материал датчики и электронные компоненты, чтобы создать умные поверхности, способные автономно адаптироваться к изменяющимся условиям полета в реальном времени.
Команда исследователей из США разработала новый тип самоорганизующегося материала для аккумуляторов. Он может служить электролитом в твердотельном аккумуляторе, а после окончания срока службы за считанные минуты возвращается в исходную молекулярную форму.
