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
Что случится с Сибирью к 2080 году: прогноз красноярских ученых и эксперта NASA
Арбузы вместо мерзлоты, большая ложка дегтя и открытый финал — в одном из самых обстоятельных исследований о будущем России...
Радиационная «бомба замедленного действия» обнаружена в Чернобыле: и они до сих пор готова «взрываться»
Новые опыты покажут, каким будет зона отчуждения для следующих поколений...
Почти детективная история: в Ленобласти обнаружен самый большой клад серебра за всю историю
Среди находок две уникальные монеты, которых всего четыре в мире, включая, а также языческие вороны Одина… среди православных крестов...
Раскрыта 217-летняя тайна: искусственный интеллект взломал зашифрованное письмо Наполеона
Нейросети последних лет — это реальный прорыв: только за несколько недель было вскрыто более 30 безнадежных шифров...
Искусственный интеллект «ненавидит»… белых мужчин: новое исследование еще раз подтвердило западный тренд
Появление нейросетей значительно ухудшило положение одной из групп белого населения в Америке и Европе...
Тайна Мертвого моря: что «кипятит» водоем изнутри, рассказали ученые
Оказалось, что в кристалликах соли скрыта история прошедших эпох...
Искусственная гравитация: ученые рассказали, появится ли вообще главная фишка из фантастических фильмов в космосе
Космические инженеры знают три способа обмануть невесомость. Но пока рабочий из них только один, да и то есть нюансы...
Главный поджигатель в истории Австралии: почему ученые обвиняют капитана Джеймса Кука в постоянных мегапожарах на Зеленом континенте?
Воскрешение традиции, которую сломали британские колонизаторы, поможет «потушить» Пылающую Австралию...
100-летняя страшная история с черепами у древнеегипетских гробниц наконец-то прояснилась
Неожиданно оказалось, что человеческие жертвоприношения 5000 лет назад совершались совсем не так, как описано в древних табличках...
Аура цвета индиго: как появился этот феномен и кем в итоге стали уникальные дети
Их называли будущим человечества, но чуда не случилось. Разбираемся, почему так произошло...
Секрет марсианского «невозможного» облака-призрака наконец-то разгадан
Как оказалось, на Красной планете работает физика, которая на Земле считалась чистой теорией...
Таинственные траншеи в Австралии помогут открыть скрытые пещеры на Марсе
Равнина, которая 14 миллионов лет без воды, подсказала ученым, как расшифровывать фотографии с Красной планеты...