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#Novedades de la industria
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Los materiales auto-plegables se ensamblan autónomamente en los robots
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Kirigami inspiró a los investigadores de la Universidad Estatal de Carolina del Norte a diseñar las finas láminas de un nuevo material que puede transformarse de formas 2D a estructuras 3D.
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Los materiales dinámicos que pueden moverse y ensamblarse de forma autónoma en diferentes formas son el camino a seguir por los investigadores de la ciencia de los materiales que ya han inventado una serie de materiales novedosos con estas características.
Las técnicas de Kirigami han inspirado a un equipo de investigación de la Universidad Estatal de Carolina del Norte para desarrollar finas láminas de material que pueden convertirse automáticamente en formas 2D y estructuras 3D en respuesta a los estímulos del entorno. Al igual que el origami más conocido, el kirigami es una forma de arte de papel japonés en el que una sola pieza de papel se corta y se dobla para crear nuevas formas y estructuras.
Específicamente, el equipo dirigido por Jie Yin, un profesor asistente de ingeniería mecánica y aeroespacial de la universidad creó una variedad de robots a partir del material que puede transformarse de patrones de kirigami en 2D a estructuras en 3D sin necesidad de una entrada mecánica. "En su lugar, aplicamos la energía en forma de calor, y el material se reorganiza por sí mismo", dijo Yin, añadiendo que los materiales representan una primicia para este tipo de comportamiento.
Creando el "Kirigami activo
Los investigadores publicaron un video en línea en YouTube mostrando cómo funcionan los robots inspirados en el kirigami. El concepto, que los investigadores llaman "kirigami activo", utiliza un material de tres capas compuesto por dos capas que no responden al calor, además de una capa de polímero en el medio que se contrae en respuesta al calor.
El equipo utilizó dos formas de controlar la forma y la estructura del material, dijeron los investigadores. Una es que crearon cortes que penetraron las tres capas del material, controlando su rango de movimiento.
El otro método de control es a través de grabados que penetran en las capas externas y exponen el polímero que responde al calor, dijeron los investigadores. Estos grabados controlan el ángulo y la dirección en la que el material se pliega, así como la distancia en la que se pliega, dijeron. Esto resulta en la apertura de los cortes a medida que el material se pliega, lo que cambia la forma de las hojas en diseños 2D o 3D, según Yin.
"Podemos hacer una plantilla 2D con el mismo patrón de cortes pasantes y utilizarla para crear muchas estructuras 3D diferentes haciendo pequeños cambios en el grabado", dijo Yin. "Esto hace que las hojas de kirigami activas sean programables."
Los investigadores publicaron un artículo sobre su trabajo en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences.
Robots Kirigami
Los investigadores demostraron cómo funcionan los materiales creando varias máquinas de kirigami termorresistentes en varias formas. Estas máquinas incluyen simples dispositivos de agarre robóticos y cajas auto-doblables, ellos.
El equipo también creó un dispositivo más complejo que muestra un mayor rango de la capacidad del material para moverse y ensamblarse de forma autónoma en forma de un robot blando con un cuerpo de kirigami y piernas neumáticas. Cambiando la orientación del cuerpo, los investigadores demostraron cómo podían reposicionar rápidamente las piernas, cambiando la dirección del movimiento del robot, dijeron.