Motoriserende fibre med geometriske nul-energimetoder

Fysikere og materialeforskere er lykkedes med at konstruere en motor og en energilagringsenhed ud fra en enkelt komponent. De brugte en elastisk polymerfiber lukket til en ring, der blev lavet til at rotere ved anvendelse af en ekstern energiforsyning. Forskerne fra universiteterne i Heidelberg og Strasbourg (Frankrig) håber, at denne mekanisme vil anspore udviklingen af ​​intelligente materialer med præcist definerede funktioner. Resultaterne blev offentliggjort i tidsskriftet Naturmaterialer .

"Vores tilgang er minimalistisk. Vi stoler ikke på komplekse, højteknologiske materialer, men i stedet spørge os selv, hvordan geometri og topologi af et stykke materiale kan fremkalde en intelligent funktion, såsom rotation. Sådan opstod vores hjul indeni, "rapporterer Dr. Falko Ziebert fra Institute for Theoretical Physics ved Heidelberg University, der ledede forskningen sammen med Dr. Igor Kulić fra Institut Charles Sadron fra University of Strasbourg. I modsætning til et traditionelt stift hjul, der bevæger sig rundt om en aksel, der dannes en elastisk deformationsbølge i dette hjul indeni, får det til at bevæge sig. "Enkel varmestrøm genererer fremdriften ved at forårsage termisk ekspansion i materialet, meget gerne den termiske konvektion i vores atmosfære, der bestemmer vores vejr og klima. Denne termiske deformation interagerer med den foreskrevne deformation af ringgeometrien og fremkalder rotation, "forklarer Dr. Ziebert.

Med rattet indeni, forskerne ramte et ekstremt simpelt princip for at sætte polymermaterialer, som en nylontråd eller et gummibånd, i spontan bevægelse. Dette princip vil være grundlaget for yderligere forskning. "Lige nu leger vi stadig med forskellige geometrier, materialer, og andre former for energistrøm gennem systemet, "siger Dr. Kulić. En vision er at udvikle nye tekniske enheder med robuste, selvkørende elementer, i form af kunstige muskler, for eksempel.