Znajdź zawartość

Materiał, którego nie da się przeciąć, może posłużyć do wytwarzania zamknięć rowerowych, drzwi czy odzieży ochronnej. Jego twórcy wymieszali ceramiczne sfery z aluminiową pianką i w ten sposób stworzyli lekki materiał, nazwany Proteuszem, który opiera się szlifierkom kątowym, wiertarkom i przecinarkom wodnym. Twórcy nowego materiału, w tym Stefan Szyniszewski z Durham University, Ewa Jakubczyk z University of Surrey czy Thomas Hipke czy Florian Bittner z Instytutu Fraunhofera informują, że jego gęstość wynosi zaledwie 15% gęstości stali. Wyjątkowa wytrzymałość materiału bierze się z lokalnego rezonansu zachodzącego pomiędzy ceramiką umieszczoną w elastycznej matrycy a narzędziem tnącym, co skutkuje pojawieniem się na ich styku wibracji o wysokiej częstotliwości. Niecałkowita konsolidacja ceramicznych ziaren w procesie produkcyjnym wspomagała fragmentację ceramicznych sfer w pył w czasie cięcia, który utworzył interfejs ścierny o rosnącym oporze. Kontrast pomiędzy fragmentami ceramicznymi a materiałem, w którym są zatopione, skutecznie chroni też przed próbą wykorzystania przecinarek wodnych, gdyż geometria ceramicznych sfer rozprasza strumień wody i zmniejsza jego prędkość o dwa rzędy wielkości. Zmiana paradygmatu z oporu statycznego w dynamiczną interakcje pomiędzy fazami materiału a przyłożoną siłą może zainspirować powstawanie nowatorskich metamorficznych materiałów preprogramowanym mechanizmem, czytamy w opublikowanym artykule. Innymi słowy, umieszczone w elastycznym bardziej miękkim materiale ceramiczne sfery wpadają w rezonans podczas prób przecinania. Im większa siła ze strony narzędzia przecinającego, tym silniejsza reakcja przecinanego materiału. W wyniku tego rezonansu na narzędzie przecinające wywierane są niszczące je siły, które szybko powodują stępienie tarczy szlifierki czy wiertła. Wibracje te powodują, że siła i energia narzędzia tnącego jest zwracana przeciwko niemu samemu. Jakby tego było mało, podczas prób cięcia ceramiczne sfery są rozbijane na pył, który wypełnia strukturę ciętego materiału i dodatkowo go uodparnia na działanie narzędzia tnącego. Im szybciej pracuje narzędzie tnące, tym szybciej przebiega proces jego niszczenia. Inspiracją do stworzenia Proteusza były skórka grejpfruta i muszla małża. Byliśmy zaintrygowani tym, jak struktura komórkowa grejpfruta i dachówkowata struktura muszli małża chronią owoc i mięczaka znajdującego się w wewnątrz. Zapewniają bardzo dobrą ochronę, mimo że są zbudowane z dość słabych struktur organicznych, mówi główny autor badań, doktor Stefan Szyniszewski. Ceramika zatopiona w elastycznym materiale wykonana jest z bardzo małych ziaren, które usztywniają się i opierają szlifierkom kątowym i wiertłom w taki sam sposób, jak worek z piaskiem opiera się szybko lecącemu pociskowi, dodaje uczony.   « powrót do artykułu

Badacze z Instytutu Inteligentnych Systemów im. Maxa Plancka, we współpracy z naukowcami z Danii i Chin, stworzyli pierwszego nanorobota zdolnego do poruszania się w gęstej tkance oka. Robot o średnicy zaledwie 500 nanometrów jest pokryty nieprzywierającą powłoką i został wyposażony w wiertła, dzięki którym może przebić się przez tkankę. Jako, że wiertła mają średnicę 200-krotnie mniejszą od średnicy ludzkiego włosa, robot jest w stanie poruszać się nie uszkadzając otaczającej go tkanki. Po raz pierwszy udało się zademonstrować robota poruszającego się w tak gęstej tkance bez jej niszczenia. Dotychczas podobne roboty mogły poruszać się w płynach biologicznych lub w systemach testowych. Twórcy urządzenia mają nadzieję, że pewnego dnia ich robot zostanie wykorzystany do precyzyjnego dostarczania leków w określone miejsce. Dostawa leków do gęstych tkanek jest trudna, szczególnie w małej skali. Szczególnie trudne jest to w oku, ze względu na gęstość i lepkość tkanki. Nawet jeśli mamy odpowiednio małą porcję leku, to warunki panujące w oku są wyjątkowo nieprzyjazne. Badacze porównują próbę dostarczenia leku do podróży korkociągu przez gęsto upakowaną dwustronną taśmę klejącą. Osobnym wyzwaniem jest precyzyjne sterowanie robotem. W tym przypadku problem udało się rozwiązać dodając do niego magnetyczny materiał, jak na przykład żelazo, co pozwala na precyzyjne sterowanie wiertłami za pomocą pól magnetycznych. Olbrzymie znaczenie miało tutaj zastosowanie odpowiedniej nieprzylegającej powłoki. Inspirowaliśmy się naturą. Wykorzystaliśmy ciekłą warstwę podobną do tej, jakiej używają mięsożerne rośliny, dzięki której owady zsuwają się do ich wnętrza. Ta śliska powłoka jest kluczowym elementem napędu nanorobota we wnętrzu oka. Zmniejsza ona przywieranie pomiędzy tkanką a nanorobotem, mówi główny autor badań, Zhihuang Wu. « powrót do artykułu

Inżynierowie z NASA odpowiedzialni za łazik Curiosity testują nową metodę wiercenia w marsjańskich skałach i pobierania uzyskanego w ten sposób materiału. Dzięki ich wysiłkom łazik dokonał pierwszych od ponad roku wierceń na powierzchni Czerwonej Planety. Podczas testu wywiercono otwór głębokości 50 milimetrów. Specjaliści z Jet Propulsion Laboratory testują wiercenie udarowe od czasu, gdy w grudniu 2016 roku zepsuło się wiertło Curiosity. Technika, nazwana Feed Extended Drill, wykorzystuje dwa stabilizatory, których zadaniem było utrzymywanie odpowiedniej pozycji wiertła oraz robotyczne ramię łazika. "Nasz zespół opracował genialną technikę wiercenia i zastosował ją na innej planecie. To 5 centymetrów kluczowej innowacji na przeprowadzonej z odległości niemal 100 milionów kilometrów. Jesteśmy szczęśliwi, że rezultaty okazały się tak dobre", mówi Steve Lee, zastępca dyrektora Projektu Curiosity. Możliwość prowadzenia wierceń to jedna z najważniejszych cech łazika Curiosity, niezwykle ważna do prowadzenia założonych projektów badawczych. Wewnątrz łazika znajdują się dwa laboratoria, które prowadzą chemiczne i mineralogiczne analizy pozyskanego materiału. Pomimo tego, że test nowej metody przyniósł świetne wyniki, inżynierowie nie spoczywają na laurach. Pracowaliśmy nad nową techniką przez ponad rok, ale na tym się nasze zadanie nie skończyło. Z każdym kolejnym testem będziemy analizowali dane i opracowywali kolene ulepszenia, wprowadzali je i znowu testowali, zapewnia Tom Green, który brał udział w opracowaniu nowej techniki. Inżynierowie kończą też prace nad nową techniką dostarczania pozyskanego materiału na pokład Curiosity. « powrót do artykułu