Jak materiał zmienia kształt?

Kompozyt składa się z trzech warstw – dwie z nich to komercyjne włókno węglowe domieszkowane jonami litowo-jonowymi po każdej stronie cienkiego separatora. Kiedy każda z warstw włókna węglowego ma równy rozkład jonów, to materiał pozostaje prosty. W miarę dodawania prądu elektrycznego, jony litu migrują z jednej strony na drugą, co powoduje zgięcie materiału. Odwrócenie prądu pozwala materiałowi powrócić do stanu równowagi i odzyskać swoją poprzednią, niewygiętą formę. 

Z takiego materiału będzie można zbudować skrzydła samolotu czy łopatki turbin wiatrowych, które wyginają się i zmieniają formę bez zbędnych systemów hydraulicznych, co przełoży się na ich większą wydajność. 

Nowoczesny morfing

Technologie tzw. morfingu – czyli zmiany kształtu materiału stosowane obecnie w robotyce wykorzystują ciężkie silniki mechaniczne, pompy hydrauliczne i pneumatyczne czy elektromagnesy. Jednak są one najczęściej skomplikowane, przez co bardziej awaryjne i drogie w utrzymaniu. Rozwiązaniem tego problemu mają być materiały z włókna węglowego w stanie stałym.

– Nasz materiał jest lekki i do tego sztywniejszy niż aluminium. Jego kształt zmienia się za pomocą prądu elektrycznego. Można wytwarzać duże odkształcenia i utrzymywać je bez dodatkowej mocy – choć przy niskich prędkościach – powiedział Dan Zekert, współtwórca materiału.

Naukowcy aktualnie pracują nad kolejnymi lekkimi i strukturalnymi materiałami, które zużywają mniej energii podczas użytkowania.

Źródło: KTH Royal Institute of Technology