Рада ухвалила закон про мобілізацію: що змінюється для українців
Долар 41.54 ₴ (+0.12), євро 44.98 ₴ (-0.05)
Кременчук: +18°C, ясно. Увечері до +12°C.
День працівників соціальної сфери. Всесвітній день сміху.
Сьогодні святкують: Максим, Віктор, Тамара
Овен: Хороший день для нових починань. Зірки сприяють ініціативі.
2004 — Кіпр, Чехія та 8 інших країн вступили до Євросоюзу
Паливо знову подорожчало: А-95 переступив психологічну межу
Apple iPhone 17 Air: все що відомо про найтоншу модель
MIT представив обчислювальну платформу для проєктування 3D тканих метаматеріалів, що дозволяє налаштовувати жорсткість, форму й стійкість до розриву, а також одразу готувати файли для друку та симуляцій. Хто і як це використає першим?
Метаматеріали за останнє десятиліття переформатували уявлення про інженерні матеріали, але донині переважали легкі та жорсткі структури. MIT робить наступний крок – запускає обчислювальну дизайн-платформу для 3D тканих метаматеріалів, що працюють завдяки геометрії переплетених волокон. Платформа створює цифрові моделі, прогнозує поведінку під навантаженням і одразу готує файл для 3D-друку. Це відкриває шлях до м'яких і водночас міцних текстильних структур для робототехніки, медицини та електроніки.
Дослідницька група кафедри машинобудування MIT представила універсальний фреймворк із відкритим кодом, описаний у журналі Nature Communications 26 січня. Інструмент дозволяє проєктувати складні переплетення з волокон, де ключову роль відіграє самоконтакт і заплутування волокон – саме ці явища надають матеріалу унікальних механічних властивостей. Користувач формує специфікацію, а алгоритм створює дизайн і готує його до симуляції чи друку.
Алгоритм починається з графового подання, яке задає, де і як розташовуються волокна. Базою слугують ткані "комірки", що можуть бути функціонально градуйовані – завдяки керуванню параметрами на кшталт радіуса та кроку навивки волокон у кожній "смузі" переплетення. У результаті матеріал отримує налаштовувану жорсткість і форму в різних зонах та здатність змінювати геометрію під час розтягування.
М'які, податливі матеріали потрібні для м'якої робототехніки, біомедичних і носимих пристроїв – там, де жорсткі рішення не працюють. Симуляційний модуль фреймворку дозволяє передбачати прогнозування деформації та руйнування, у тому числі складні ефекти на кшталт самоконтакту та утворення вузлів між волокнами. Це дає змогу навмисно "задати" сценарій руйнування або підвищити опір розриву там, де це критично.
Команда продемонструвала перший інструмент, який поєднує проєктування, друк і моделювання класу метаматеріалів, що розтягуються і зберігають міцність. Через тонке налаштування геометрії користувачі можуть передбачувано керувати тим, як структура деформується і де саме вона втратить цілісність. Дослідники зібрали просторово змінні геометрії й випробували їх на мікрорівні, використовуючи, зокрема, можливості MIT.nano.
Проєкт очолює Карлос Портела, професор кафедри машинобудування MIT (Robert N. Noyce Career Development Professor). Провідна авторка – моллі Картон, колишня постдокторантка лабораторії Портели, нині асистентка дослідницького професора в University of Maryland. Серед співавторів: James Utama Surjadi, Bastien F. G. Aymon та Ling Xu.
"Коли обмеження обладнання зникають, з'являються переплетення, що радикально змінюють поведінку текстилю", – зазначає Карлос Портела. "Ми описали правила для довільних тканих ґраток і створили інструмент, який дозволяє задавати зміну форми під час розтягування та керувати тим, як волокна заплутуються й де матеріал розірветься", – додає Моллі Картон.
Відкритий інструментарій дає змогу швидко переходити від ідеї до фізичного зразка – без ручного "кропіткого" проєктування, яке стримувало розробки складних тривимірних тканих решіток. Це знижує поріг входу для лабораторій та компаній, які прагнуть створювати адаптивні матеріали для нових продуктів.
3D ткані метаматеріали з алгоритмічним проєктуванням відкривають ширше "поле маневру" – від гнучких сенсорів до захисних текстилів. Для читача це означає швидшу появу зручніших, безпечніших і довговічніших виробів, які підлаштовуються під тіло та навантаження. Наступний крок – ком'юніті дослідників і розробників, що випробують і розширять можливості платформи.
Без спаму. Лише топ-матеріали Gosta. Відписатись в один клік.