Умный скотч: как японское искусство киригами помогло создать программируемую клейкую ленту
Скотч — незаменимый инструмент в быту и производстве. Он может склеить почти что угодно: от порванной страницы книги до трещины на стекле. Но если клей слишком крепкий, то отодрать его сложно — придется соскребать остатки ленты или рисковать повредить поверхность.
А что если бы можно было менять свойства скотча по желанию? Например, сделать его очень прочным для надежной фиксации, но при этом, легко отделяющимся при необходимости. Такой скотч с разумом мог бы стать революционным для многих отраслей.
Ученые из Технологического института Вирджинии под руководством Майкла Бартлетта, доцента кафедры машиностроения, нашли способ создать такой скотч. Они использовали концепцию метаматериалов — искусственных структур, которые имеют необычные свойства, недоступные в природе.
В основе изобретения лежит киригами — искусство вырезания из бумаги объемных объектов. Ученые вдохновились работами архитектора Масахиро Чатани, который начал создавать бумажные модели зданий в 1980-х годах. Киригами требует точно вырезать и складывать бумагу по специальным схемам. Таким же образом ученые вырезали и складывали ленту, чтобы получить желаемые свойства.
Они сделали специальные разрезы в ленте, которые меняют направление распространения трещин в клеевом слое. Таким образом, они могут программировать прочность и отделение клея в зависимости от того, в какую сторону тянут ленту.
Если тянуть параллельно разрезам, то трещины будут распространяться от краев к центру. Это увеличит сопротивление отделению и усилит адгезию. Если же тянуть ленту перпендикулярно разрезам, то трещины будут распространяться от центра к краям. Это уменьшит сопротивление отделению и ослабит липкие свойства поверхности скотча.
Такой механизм позволяет создавать скотч с разной прочностью и отделением в разных направлениях одновременно. Кроме того, он работает на разных поверхностях и в разных условиях — влажных или сухих.
Ученые создали эти многофункциональные материалы с помощью цифрового производства без использования масок или шаблонов. Это позволяет быстро настраивать характеристики скотча с детерминированным контролем для создания нового поколения таких материалов.
А что если бы можно было менять свойства скотча по желанию? Например, сделать его очень прочным для надежной фиксации, но при этом, легко отделяющимся при необходимости. Такой скотч с разумом мог бы стать революционным для многих отраслей.
Ученые из Технологического института Вирджинии под руководством Майкла Бартлетта, доцента кафедры машиностроения, нашли способ создать такой скотч. Они использовали концепцию метаматериалов — искусственных структур, которые имеют необычные свойства, недоступные в природе.
В основе изобретения лежит киригами — искусство вырезания из бумаги объемных объектов. Ученые вдохновились работами архитектора Масахиро Чатани, который начал создавать бумажные модели зданий в 1980-х годах. Киригами требует точно вырезать и складывать бумагу по специальным схемам. Таким же образом ученые вырезали и складывали ленту, чтобы получить желаемые свойства.
Они сделали специальные разрезы в ленте, которые меняют направление распространения трещин в клеевом слое. Таким образом, они могут программировать прочность и отделение клея в зависимости от того, в какую сторону тянут ленту.
Если тянуть параллельно разрезам, то трещины будут распространяться от краев к центру. Это увеличит сопротивление отделению и усилит адгезию. Если же тянуть ленту перпендикулярно разрезам, то трещины будут распространяться от центра к краям. Это уменьшит сопротивление отделению и ослабит липкие свойства поверхности скотча.
Такой механизм позволяет создавать скотч с разной прочностью и отделением в разных направлениях одновременно. Кроме того, он работает на разных поверхностях и в разных условиях — влажных или сухих.
Ученые создали эти многофункциональные материалы с помощью цифрового производства без использования масок или шаблонов. Это позволяет быстро настраивать характеристики скотча с детерминированным контролем для создания нового поколения таких материалов.
- Евгения Бусина
- Технологический институт Вирджинии
Наши новостные каналы
Подписывайтесь и будьте в курсе свежих новостей и важнейших событиях дня.
Рекомендуем для вас
3700-летний вирус, спрятанный в средневековых книгах, только что убил 500 тысяч животных
Сколько еще патогенов дремлет в библиотечных хранилищах Европы и России, точно не скажет ни один ученый...
«Этого не должно происходить»: что ученые нашли в облаках Венеры
Там возможны абсолютно другие, просто невероятные формы жизни. И эксперименты это доказали...
Молилась и убивала: какой диагноз ставят Салтычихе психиатры и психологи?
Ученые говорят: феномен жестокости самой страшной помещицы России разгадан, но......
Супервспышка-1947: тогда Земля избежала триллиона бомб. Но успокоилось ли Солнце?
Астрофизики говорят, что нам очень повезло со звездой. Но шансы на глобальную катастрофу все-таки есть...
Карта 1587 года и Ноев ковчег: почему место совпало с раскопками на Арарате?
Длина «судна», кстати, тоже совпала, и это не может не настораживать...
«Выстрел» прямо в Землю: астрономы обнаружили черную дыру, выбрасывающую струю в сторону нашей планеты
Ученые рассказали, как это поможет разгадать важную космическую тайну...
Поделили Москву на «зоны влияния»: генетики рассказали, как живут крысиные «народы» столицы
Почему московские грызуны оказались «неуязвимыми мутантами» и зачем им реки для жизни?...
Камчатка 1000 лет назад: археологи заглянули в исчезнувший мир из космоса
Предков этих людей изгнало мощное извержение вулкана, но через столетия они вернулись в родные земли...
Жизнь за пределами Земли: что рассказала ученым межзвездная комета 3I/ATLAS?
Объект настолько древний, что его возраст крайне сложно представить. И это не единственная загадка пришельца из глубокого космоса...
Нашли тайную комнату в гробнице Тутанхамона: почему там может быть Нефертити?
Если гипотеза подтвердится, это будет крупнейшее археологическое открытие современной эпохи...
Астрономы поймали сигнал из космоса: пришельцы или помеха?
И почему главная проблема в том, что мы мастерски сами себе мешаем за пределами Земли?...
928 разбросанных костей в Гёбекли-Тепе: спустя 30 лет раскопок тайна древнейшего храма наконец-то раскрыта
Однако археологи признаются: от открытия им проще не стало. Напротив, все еще больше запуталось...
Черная смерть — двигатель прогресса: как эпидемия чумы в корне поменяла ход истории в Европе
Неожиданно: книгопечатание, отмена крепостного права, раскол западного христианства — это лишь немногие последствия пандемии...
Тихий океан стал вести странно: молодая вода быстро стареет, а старая, наоборот, молодеет. В чем причина?
Особенно страдает северная часть океана. Но и есть хорошая новость...
Не хуже Тутанхамона: почему сокровища забытых цариц из Ассирии поразили ученых?
Особенно загадочной оказалось гробница II, причем ее тайна до конца не раскрыта и по сей день...
Таинственные пещерные иероглифы в Мексике раскрывают давно потерянную письменность
Оказалось, что разгадки лучше всего искать не в городах, а на склонах гор в глуши...