Ploché rúrky čerpajú z origami a bambusu pre super pevnosť
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 10. 10. 2024
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Rúrkové konštrukcie, ktoré sa skladajú na plocho, možno nezaberajú veľa miesta, ale v takejto podobe nebývajú veľmi pevné. To však nie je problémom nového experimentálneho typu trubice, ktorý je inšpirovaný origami aj bambusom.
Po prvé, ploché rúrky už skutočne existujú. Využívajú sa v aplikáciách, ako sú vysúvacie núdzové prístrešky, lekárske implantáty, a dokonca aj výložníky, ktoré sa rozvíjajú zo solárnych panelov vo vesmíre. Vo všetkých prípadoch ide o to, aby si rúrky zachovali nízky, priestorovo úsporný profil, kým nie sú rozmiestnené na mieste, kde sú potrebné.
Nanešťastie, keďže trubice majú zvyčajne dve línie záhybov, ktoré prebiehajú po oboch stranách, nie sú také pevné ako bežné trubice bez plochého obalu. To znamená, že ak sa použijú napríklad v nosnej konštrukcii, je pravdepodobnejšie, že sa pod tlakom prehnú.
Preto prichádza na rad nová konštrukcia „zakrivenej ryhy origami“. Táto technológia, ktorú vyvinul tím výskumníkov na austrálskej univerzite RMIT, stále využíva polymérové rúrky, ktoré sa skladajú na plocho, ale tieto rúrky nie sú úplne duté. Namiesto toho má každá trubica vo vnútri rad laserom vyrezaných polyetylénových diskov. Vnútorná štruktúra týchto diskov ich robí bistabilnými, čo znamená, že môžu byť v jednom z dvoch stavov.
Keď je trubica plochá, disky v nej sú rovnako v plochom stave. Ak sa však na ktorúkoľvek stranu trubice v líniách jej ohybu vyvíja tlak, disky sa dostanú do zakriveného stavu, v ktorom sa pritlačia k vnútorným stenám trubice. Nielenže teraz držia trubicu úplne okrúhlu a otvorenú, ale v skutočnosti ju aj zafixujú a udržia ju v takomto stave. Podobnú vnútornú štruktúru majú aj stonky bambusu.
Pri demonštrácii tejto technológie vedci postavili platformu s rozmermi 800 x 520 mm, ktorá pozostávala zo štyroch trubíc usporiadaných vedľa seba, na ktorých bol položený tenký panel. Hoci platforma vážila len 1,3 kg, bola dostatočne pevná na to, aby udržala váhu 75-kilogramového človeka bez toho, aby sa deformovala. A to dokonca aj keď bola zavesená ako most.
„Náš výskum nielenže otvára nové možnosti pre inovatívne a multifunkčné konštrukčné návrhy, ale môže tiež výrazne zlepšiť existujúce nasaditeľné systémy,“ hovorí profesor Mike (Yi Min) Xie, ktorý viedol štúdiu spolu s doktorom Jeffom (Ting-Uei) Leeom.
Vedci teraz plánujú experimentovať s rôznymi tvarmi a materiálmi rúrok a s rôznymi aplikáciami sily, ako je napríklad ohýbanie alebo krútenie. Článok o ich výskume bol nedávno uverejnený v magazíne PNAS.
