Metamateriales sinusoidales bioinspirados: diseño, impresión 4D, propiedades de absorción de energía
Autores: Zhang, Jifeng; Meng, Siwei; Wang, Baofeng; Xu, Ying; Shi, Guangfeng; Zhou, Xueli
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Metamateriales sinusoidales bioinspirados: diseño, impresión 4D, propiedades de absorción de energía
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Materiales estructurales inteligentes
Polímero con memoria de forma
Metamaterial
Bioinspirado
Que absorbe energía
Propiedades mecánicas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 19
Citaciones: Sin citaciones
Los componentes convencionales de absorción de energía tienen una ajustabilidad limitada bajo condiciones de trabajo complejas. Para superar esta limitación, diseñamos un metamaterial sinusoidal bioinspirado (BSM) inspirado en la eficiente estructura de absorción de energía de la mandíbula del camarón mantis y lo imprimimos en 4D basado en polímero con memoria de forma (SMP). Se exploraron los efectos de los parámetros estructurales de célula única y el diseño en gradiente sobre sus curvas de fuerza-desplazamiento y propiedades de absorción de energía. Basado en el efecto de memoria de forma del SMP, el BSM puede obtener formas temporales arbitrarias bajo el efecto combinado de temperatura y fuerza, logrando una deformación de compresión localmente controlable y propiedades mecánicas programables de la estructura BSM. Esta investigación tiene un amplio prospecto de aplicación en el campo de la absorción de energía y la gestión de energía, y proporciona nuevas ideas para el diseño de materiales estructurales inteligentes.
Descripción
Los componentes convencionales de absorción de energía tienen una ajustabilidad limitada bajo condiciones de trabajo complejas. Para superar esta limitación, diseñamos un metamaterial sinusoidal bioinspirado (BSM) inspirado en la eficiente estructura de absorción de energía de la mandíbula del camarón mantis y lo imprimimos en 4D basado en polímero con memoria de forma (SMP). Se exploraron los efectos de los parámetros estructurales de célula única y el diseño en gradiente sobre sus curvas de fuerza-desplazamiento y propiedades de absorción de energía. Basado en el efecto de memoria de forma del SMP, el BSM puede obtener formas temporales arbitrarias bajo el efecto combinado de temperatura y fuerza, logrando una deformación de compresión localmente controlable y propiedades mecánicas programables de la estructura BSM. Esta investigación tiene un amplio prospecto de aplicación en el campo de la absorción de energía y la gestión de energía, y proporciona nuevas ideas para el diseño de materiales estructurales inteligentes.