Долой болты: будущее прочных соединений — за метаповерхностями

В результате совместных усилий исследователи из Техасского университета A&M и Национальной лаборатории Сандиа представили новую технологию соединения — взаимосвязанные метаповерхности (ILM). Благодаря сплавам с памятью формы (SMA) новшество повысит прочность и надёжность конструкций по сравнению с традиционными болтами и клеями, а также послужит в ряде высокотехнологичных отраслей.


Профессор Ибрагим Караман считает, что создаваемые под его руководством композитные материалы изменят технологии соединения подобно тому, как застёжки-липучки произвели своего рода революцию несколько десятилетий назад. Эксперименты показали, что ILM можно выборочно отсоединять и снова задействовать, если понадобится, с сохранением прочности и целостности крепёжного элемента.

Изобретатели разработали и напечатали на 3D-принтере структуры из никель-титановых сплавов с памятью формы, которые после деформации могут восстанавливать свой первоначальный вид. Подобно конструктору LEGO, ILM позволяют прочно и надёжно фиксировать два объекта вместе.

Представленная технология управляемого многоразового соединения работает с помощью изменения температур. Изобретение открывает новые возможности для интеллектуальных настраиваемых конструкций без потери прочности или стабильности, причём с расширенными возможностями в плане гибкости и функциональности.

Соавтор изобретения Абдельрахман Эльсайед объяснил, что активные ILM обещают технологический прорыв в отраслях, где важны точные сборка и разборка. Особенно это было бы важно при проектировании узлов аэрокосмической техники, где детали необходимо собирать и разбирать несколько раз. Активные ILM также были бы полезны при создании гибких настраиваемых соединений для робототехники. В биомедицине новые крепления для носимых устройств и протезов могут стать наилучшим вариантом для пациентов.

Теперь исследователи надеются развить успех за счёт эффекта сверхупругости. В их планах улучшенные ILM смогут выдерживать большие деформации и мгновенно восстанавливаться.