Добавить новость
ru24.net
Raw Story
Июль
2024

How a futuristic material is able to change its properties from soft to rigid, and back ag

0


In our everyday life, we are surrounded by objects that have properties enabling them to perform certain functions. Rigidity and softness enable an object to perform a specific function. These propoerties are seemingly opposing in nature, and one property cannot be traded for another.

For example, pillows are soft to provide the necessary cushioning and comfort. A rolling pin is rigid and round to be able to roll over dough. Once these objects are fabricated, those properties cannot be changed. A pillow cannot flatten dough, and a rolling pin cannot provide support for a head and neck.

But imagine if an object as soft as a pillow could transform into an object as stiff as a rolling pin. With a simple switch, that object could acquire the properties and functions of a stiff material and, with another click, those of a soft material.

A material that could do this would allow an object to have multiple functions. This multifunctionality would inherently bring a substantial drop in the use of our resources. It would represent a paradigm shift for the sustainable future of everyday technologies.

Future materials

Along with other material scientists, physicists and engineers, my research investigates what we describe as reconfigurable mechanical metamaterials. These are a class of re-programmable multipurpose metamaterials with a transformable internal architecture.

These materials have three antagonist — seemingly counteractive — properties: floppiness, rigidity and multistability. This means that a user can re-program, on demand, their properties to be either stiff or soft or, if needed, even multistable.

An object made by this all-in-one class of metamaterials can become rigid to resist the application of external forces as a stiff structure, shape morph as a floppy mechanism, or trap and absorb energy as a multistable material.

After fabrication

A material that can acquire — post-fabrication — the traits of either a structure, a mechanism or a multistable matter does so because of the arrangements of its building block, in this case, a meta-hinge.

illustration of the metahinge a white multi-sided shaped object on a black background

Reconfigurable building block, namely a metahinge. Applying a pair of forces to the rigid structure on the left can form a flexible hinge, generating a flopping mechanism (right) that can rotate around the central pivot. (D. Pasini and L. Wu), CC BY

This rearrangement can be triggered through the application of forces at particular pressure points. During the reconfiguration process, their edges come into contact, eventually merge, and close the central void, forming a flexible hinge. In one configuration, the building block is rigid because the metal hinge is not formed, whereas, in the other, the activation of the meta-hinge generates local rotation around the central pivot, making it floppy.

demonstration of a an object in a straight line on the left and curved on the right

The metahinge activation can turn a structure into a floppy mechanism: on the left, a rigid curved beam withstands the applied load with negligible deformation, while on the right, the same beam becomes extremely floppy and sag in the opposite direction under the application of the identical load. (D. Pasini and L. Wu), CC BY

The reconfigurable building block can be used to create multifunctional structures with re-programmable properties. For example, a one-dimensional beam can be made to behave as either a stiff or floppy structure under a load applied at its midspan.

On the other hand, tessellating the building block in two dimensions allows the creation of three types of reconfigurations, each corresponding to a given class of macroscopic solids, either rigid, floppy or multistable at the verge between the two. Extensions to three dimensions are also possible.

illustration of metahinges in various formations

The selective activation of metahinges enables a single metamaterial to acquire seemingly conflicting mechanical properties: rigidity (left), floppiness (right) and multistability when between the two states (middle). (D. Pasini and L. Wu), CC BY

Applications of metamaterials

Multifunctional products that can benefit from property reprogrammability span multiple sectors. In addition to physical properties, other geometric properties can be re-programmed. For example, the reconfigurability of the unit cells can bring overall changes in the size and shape of a product.

a coathanger in different arrangements

Fostering sustainability through multifunctional products, such as this reconfigurable coat hanger in different states: fully deployed with a width of 52 cm, and condensed, with a width of 16 cm. (D. Pasini, L. Wu and A. Sitbon), CC BY

A multifunctional coat hanger is just one example. By selectively activating certain hinges, the coat hanger can collapse for space-saving and ease of transportation, as well as be deployed when needed in different sizes and forms to accommodate clothing of different sizes. This provides an unprecedented level of multifunctionality, leading to sustainable resource use.

This all-in-one class of metamaterials helps create multipurpose products. This multifunctionality promises to reduce the use of resources, open a sustainable pathway to our future technology and contribute to attaining the sustainability targets our world has set, thereby paving the way for a greener and more resilient future.The Conversation

Damiano Pasini, Professor of Mechanics and Materials, McGill University

This article is republished from The Conversation under a Creative Commons license. Read the original article.




Moscow.media
Частные объявления сегодня





Rss.plus



Филиал № 4 ОСФР по Москве и Московской области информирует: В Московском регионе свыше 11,3 тыс. неработающих родителей получают пособие по уходу за ребенком до 1,5 лет

Отделение СФР по Москве и Московской области проактивно открыло свыше 32 тысяч СНИЛС новорожденным

Филиал № 4 ОСФР по Москве и Московской области информирует: Родители 240,5 тыс. детей в Московской области получают единое пособие

Обложка песни. Обложки альбомов песен. Сделать обложку для песни.


Наталья Бондарева, выпустила новый музыкальный альбом « Нарисуй»

Компания ICDMC стала лауреатом премии "Здоровое питание"

«585*ЗОЛОТОЙ» выступила генеральным спонсором фестиваля Семья Music Fest

Сеть клиник «Будь Здоров» займется разработкой инициатив по укреплению здоровья работающего населения


Meet Rayssa Leal: 16-year-old ‘Little Fairy’ of skateboarding hoping to go one better at Paris 2024 Olympics

Technology’s grip on modern life is pushing us down a dimly lit path of digital land mines

Meet Adam Peaty, British swimming hero and three-time Olympic champ returning for Paris 2024 after extended break

Meet Shelly-Ann Fraser-Pryce, Olympic legend and Netflix Sprint athlete chasing gold aged 37 at Paris 2024


«Байкал Сервис» отправил почти 2,5 млн документов по ЭДО

Каршеринг BelkaCar выяснил, куда ездили пользователи в первой половине лета

Ладога... Лето...

Чуть дешевле 2 млн рублей — представлен новый китайский кроссовер для России


Co-op survival game Enshrouded now lets you make things way tougher, or way easier, with an update that adds more than 30 difficulty sliders

Activision secretly experimented on 50% of Call of Duty players by 'decreasing' skill-based matchmaking, and determined players like SBMM even if they don't know it

Abstract factory game sequel Shapez 2 will release in August

Former GTA dev says 'it's time for a revolution' where 'animation is more AI-driven and physics-driven' than done by hand


Касети для розсади: як вони допомагають

Послуга перевезення кота, собаки або іншої тварини за кордон - Delivery Animal


Филиал № 4 ОСФР по Москве и Московской области информирует: Пенсии работающих пенсионеров начнут индексироваться с 2025 года

Филиал № 4 ОСФР по Москве и Московской области информирует: С 1 августа Соцфонд увеличит страховые пенсии россиян

Филиал № 4 ОСФР по Москве и Московской области информирует: В Московском регионе свыше 11,3 тыс. неработающих родителей получают пособие по уходу за ребенком до 1,5 лет

Филиал № 4 ОСФР по Москве и Московской области информирует: В Московском регионе свыше 11,3 тыс. неработающих родителей получают пособие по уходу за ребенком до 1,5 лет




Семь футболистов основного состава "Динамо" пропустят матч со "Спартаком" в КР

Филиал № 4 ОСФР по Москве и Московской области информирует: За полгода 14,9 тысячи жителей Московского региона оформили страховую пенсию в автоматическом режиме на портале госуслуг

Мигрантский беспредел в автобусе: Гражданка Узбекистана напала на контролёра из-за штрафа

Обложка песни. Обложки альбомов песен. Сделать обложку для песни.


Николая Кондрата, сына бывшего замгенпрокурора РФ и бывшей судьи, приговорили к 20 годам колонии за организацию убийств

Изуродовавший маньяка Пичушкина москвич предстанет перед судом за убийство матери

Девушку с опухолью весом 7 килограммов спасли в онкодиспансере Подмосковья

Певица Виктория Макарская призналась, что не выходила замуж по расчету


Мирра Андреева после победы в Румынии поднялась на девять мест в рейтинге WTA

Медведев обыграл австрийца Офнера и вышел в третий круг Олимпиады-2024

Александрова вылетела с Олимпиады в Париже в первом же раунде

Карлос Алькарас и Рафаэль Надаль выиграли первый матч на Олимпиаде в Париже


Сотрудники «Мособлпожспаса» предостерегли от купания в запрещенных местах

Президент Индонезии заявил о возможности прямых рейсов "Аэрофлота" на Бали

В Королеве задержаны мигранты, похитившие девушку и вымогавшие у нее деньги

В МЧС напомнили особенности оказания первой помощи при обмороках и ранении живота


Музыкальные новости

Гарик Харламов стал креативным продюсером Comedy Club

Sheba: "Я единственный, кто делает крутую качественную электронную музыку"

Baza: певец Самойлов указал в райдере концерта в Красноярске виски и сигареты

"Внучок Борисовны" вернулся: Русские напомнили Преснякову, что бывает с предателями - тут же начались оправдания



Филиал № 4 ОСФР по Москве и Московской области информирует: Пенсии работающих пенсионеров начнут индексироваться с 2025 года

Филиал № 4 ОСФР по Москве и Московской области информирует: С начала года 86 тысяч работающих мам в Москве и Московской области получили пособие по беременности и родам

Филиал № 4 ОСФР по Москве и Московской области информирует: В Московском регионе свыше 11,3 тыс. неработающих родителей получают пособие по уходу за ребенком до 1,5 лет

Филиал № 4 ОСФР по Москве и Московской области информирует: С 1 августа Соцфонд увеличит страховые пенсии россиян


У арестованного генерала Булгакова нашли максимально странные картины с Шойгу и коллекцию наград

Концертом Дубненского симфонического оркестра завершились праздничные выходные в Дубне

ENERGY – Санкт-Петербург дарит билеты на «Пикник Афиши 2024»

"КП": внук Пугачевой Никита Пресняков вернулся в Москву по работе


Заказать асфальтирование под ключ в Питере

Сколько стоит положить асфальт сегодня?

Компания по укладке асфальта в Петербурге?

Компания по укладке асфальта в Ленобласти


Гендиректор «Ростеха» рассказал Путину об опыте использования ижевских беспилотников в зоне СВО

Путин встретился в Кремле с президентом Индонезии

От слов – к делу: Россия и Китай сближаются в энергетической сфере

Путин и президент Индонезии Субианто начали переговоры в Москве


В Москве за неделю выросла заболеваемость COVID-19

Число заболевших коронавирусной инфекцией за неделю в Москве составило 1 803 человека

Свыше 1,8 тыс. случаев коронавируса выявлено в городе за неделю




Врач-стоматолог Татьяна Сумцова: чем опасна сухость во рту и что с этим делать

Компания ICDMC стала лауреатом премии "Здоровое питание"

Осторожно, слепни! Доктор Кутушов предупредил об опасных насекомых

Жара? Пейте горячее! Доктор Кутушов назвал метод спасения от жары


Советник главы офиса Зеленского призывает уничтожить Крымский мост и атаковать


«Спартак» и «Динамо» сыграют в матче группового этапа «пути РПЛ» Кубка России по футболу

В СТОЛИЧНОМ ГЛАВКЕ РОСГВАРДИИ ПРОШЕЛ ЧЕМПИОНАТ ПО СТРЕЛЬБЕ

Более 250 легкоатлетов приняли участие в полумарафоне в Воскресенске

Чемпионат и Первенство России по водно-моторному спорту пройдут в Кинешме с 1 по 5 августа


Лукашенко помиловал приговоренного к смертной казни гражданина Германии Рико Кригера

Лукашенко помиловал немца, которого должны были расстрелять в Белоруссии

Лукашенко помиловал гражданина Германии, приговоренного в Беларуси к смертной казни

Стало известно, о чем Лукашенко говорил с главой «Роснефти»



Собянин рассказал об объединении "Выставочные залы Москвы"

Собянин сообщил о строительстве развязки у будущей станции метро «Корниловская»

Собянин: Более 18,5 тыс. человек присоединились к «Академии инноваторов» после перезапуска 

Собянин назвал размер вложений в строительство ВСМ Москва-Петербург


Категория повышенного кешбэка в августе от Инго Экосистемы и Ингосстрах Банка

Ученый Елисеев назвал причину увеличения числа молний в Москве

В Вологодской области ищут причину мора рыбы

Библиотеку растений столицы покажут на форуме-фестивале «Москва 2030»


Сотрудники «Мособлпожспаса» предостерегли от купания в запрещенных местах

В Воскресенском округе на трассе Р‑177 «Поветлужье» до границы с Республикой Марий Эл завершена укладка асфальта

Москва и Ява. Министр обороны Белоусов встретился с коллегой из Индонезии

Президент Индонезии заявил о возможности прямых рейсов "Аэрофлота" на Бали


Спасатели МЧС РФ нашли пропавшую под Архангельском двухлетнюю девочку

Первые заморозки возможны в августе в России

Студенты из разных регионов России отправились в экспедицию на Мезень

В Архангельске завершился XII фестиваль духовых оркестров «Дирекцион-Норд»


Глава ДУМ Крыма провел экскурсию Минниханову в соборной мечети Симферополя

Крупный пожар произошел в торговом центре в Симферополе, обрушилась кровля

МЧС РФ: пожар в ТЦ "Лоцман" в Симферополе полностью ликвидировали

Торговый центр в Симферополе горит на площади 500 кв. м


Компания «Мострансавто» напомнила порядок пополнения транспортных карт

В Москве учредили номинацию в экономическом конкурсе для студентов и молодых учёных

А что там в Венесуэле?

Президент Индонезии заявил о возможности прямых рейсов "Аэрофлота" на Бали












Спорт в России и мире

Новости спорта


Новости тенниса
Ролан Гаррос

Главные интриги Олимпиады: кто из звезд спорта приедет в Париж и за кого болеть из России






Николая Кондрата, сына бывшего замгенпрокурора РФ и бывшей судьи, приговорили к 20 годам колонии за организацию убийств

А что там в Венесуэле?

Компания «Мострансавто» напомнила порядок пополнения транспортных карт

Президент Индонезии заявил о возможности прямых рейсов "Аэрофлота" на Бали