Новый подход – строим большие вещи из мелких частиц!

Новый подход – строим большие вещи из мелких частиц!

Не так давно в исследовательской лаборатории MIT-а построили легкую по весу конструкцию, состоящую из мельчайших частиц, которые крепятся между собой подобно детскому конструктору. Ученые заверяют, что этот новый материал произведет революцию в строительстве самолетов, космических объектов, и даже бОльших конструкций, таких как дамбы и плотины.

Этот новый подход к строительству техники уже описан в американском журнале “Science”, который выйдет на этой неделе. Авторами данной работы являются научный сотрудник Кеннет Чонг и директор Научного Центра Изучения Частиц и Атомов MIT-а, Нил Гершенфелд.

В своем интервью, Ник Гершенфелд сравнивает структуру, которая сделана из мельчайших идентичных частиц, соединяющихся между собой, с кольчугой. Частицы, установленные по новейшей геометрической системе, разработанной учеными Чонгом и Гершенфелдом, формируют конструкцию в 10 раз более жесткую и крепкую относительно своего веса, чем любой другой известный легкий материал.

BEARING_WEIGHT

Любая конструкция, собранная из этих частиц, может легко быть разобрана или переформирована – чтобы исправить ущерб, нанесенный такой конструкции, необходимо на месте повреждения просто заменить частицы.  Ученые Гершенфелд и Чонг планируют запустить массовую продукцию подобных частиц. Также, уже сейчас разрабатываются плановые схемы по изготовлению самолетных крыльев, фюзеляжей, мостов и даже ракет – и все это только начальные проекты.

Строительство различных конструкций из данного материала подобна 3-D печати. Один из журналистов задал директору Гершенфелду такой вопрос: «Возможно ли с помощью данной технологии “напечатать” самолет?». «Эта технология работает по принципу составления конструкции по кусочку, как 3-D печать» — отвечает Гершенфелд — «однако самолет скорее «собирается», нежели «печатается»». В данный момент, исследовательская команда директора Гершенфелда разрабатывает робота, который ползет, как насекомое по поверхности строящейся конструкции, накладывая слой за слоем частицы, тем самым строя эту самую конструкцию.

130815145151

Разумеется, первая задача, с которой столкнулись ученые Гершенфелд и Чонг, это продумывание моментов нагрузки конструкций из частиц, в частности моменты, когда соединительные элементы конструкции ломаются. Исследователи потратили много времени на решение этой задачи. В конце концов, научный сотрудник Кеннет Чонг предложил свой вариант структуры частиц. Частица, которую предложил Кеннет Чонг, имела форму геометрического восьмигранника, идентичный форме минерала перовскита, главного компонента Земной коры. В то время, как основные элементы могут быть легко сняты с конструкции и удалены, нет риска, что эти элементы упадут сами по себе, говорят ученые. Как ремни в автомобиле, частицы рассчитаны на нагрузку с разных сторон.

В помощь ученым Нилу Гершенфелду и Кеннету Чонгу, к проекту подключились студент MIT-а Джозеф Ким и его помощница Сара Ховсепиан (сейчас работа осуществляется в Исследовательском Центре им. Эймса, НАСА). Их деятельность поддерживается Агентством по Поддержке Исследовательских Проектов и спонсорами Научного Центра Изучения Частиц и Атомов в сотрудничестве с «Spirit Aerosystems».

Автор

Запись опубликована 19 Август 2013 в разделе Технологии