Peneliti mengeksplorasi materi penyembuhan diri – Sains Terkini

Peneliti dari Army dan Texas A&M University mengembangkan bahan baru yang dapat menyembuhkan secara mandiri di udara dan di bawah air.

Bahan polimer pertama dari jenisnya, yang dapat dicetak 3-D dan responsif terhadap rangsangan diharapkan dapat memungkinkan rekonfigurasi besar-besaran di platform militer masa depan, yang membuka peluang baru untuk mengubah kendaraan udara tak berawak dan platform robotik, kata Dr.Frank Gardea, seorang insinyur kedirgantaraan dan penyelidik utama dari pekerjaan ini untuk Laboratorium Penelitian Angkatan Darat Komando Pengembangan Kemampuan Tempur Angkatan Darat AS.

Peneliti Angkatan Darat membayangkan platform masa depan, cocok untuk misi udara dan darat, dengan karakteristik konfigurasi ulang karakter T-1000 dalam film Hollywood, Terminator 2, katanya. Saat penelitian matang, bahan epoksi diharapkan memiliki kemampuan rekonfigurasi besar-besaran dan memiliki kecerdasan tertanam yang memungkinkannya beradaptasi secara mandiri dengan lingkungannya tanpa kontrol eksternal.

"Kami menginginkan sistem material untuk secara bersamaan menyediakan struktur, penginderaan, dan respons," kata Gardea.


Saat ini, stimulus yang direspon bahan ini adalah suhu, yang pertama kali dipilih peneliti karena kemudahan penggunaannya selama pengujian laboratorium. Di dunia nyata, menerapkan rangsangan suhu tidak semudah atau praktis sehingga mereka memperkenalkan daya tanggap terhadap cahaya karena lebih mudah dikendalikan dan diterapkan dari jarak jauh, kata Gardea.

Polimer terdiri dari unit berulang, seperti tautan pada rantai. Untuk polimer yang lebih lembut, rantai-rantai ini hanya dihubungkan secara ringan satu sama lain melalui ikatan silang. Semakin banyak ikatan silang antar rantai, semakin kaku materialnya.

“Kebanyakan material cross-linked, terutama yang dicetak 3-D cenderung berbentuk tetap, artinya setelah dibuat part material tersebut tidak bisa diolah kembali atau dilebur,” ujarnya.

Bahan baru ini memiliki ikatan dinamis yang memungkinkannya berubah dari cair menjadi padat beberapa kali, yang memungkinkannya untuk dicetak dan didaur ulang 3-D. Selain itu, ikatan dinamis memperkenalkan perilaku memori bentuk yang unik, di mana materi dapat diprogram dan dipicu untuk kembali ke bentuk yang diingat.

Fleksibilitas yang diperkenalkan pada rantai polimer memungkinkannya disetel dengan baik, dengan cara yang belum pernah terjadi sebelumnya, untuk mendapatkan kelembutan karet atau kekuatan plastik penahan beban.

Dr. Bryan Glaz, kepala ilmuwan asosiasi untuk Direktorat Teknologi Kendaraan laboratorium, mengatakan banyak pekerjaan sebelumnya pada bahan adaptif untuk sistem bahan yang terlalu lunak untuk aplikasi struktural atau tidak cocok untuk pengembangan platform sehingga beralih ke epoxies, di beberapa cara, adalah terobosan.

Glaz mengatakan kemajuan ilmiah tim peneliti menandai "langkah pertama di sepanjang jalan yang sangat panjang untuk mewujudkan kemungkinan ilmiah untuk platform masa depan yang dalam."

Penelitian ini merupakan bagian dari program penelitian eksplorasi yang dipimpin oleh laboratorium perusahaan untuk melihat perkembangan ilmiah baru yang dapat mengganggu paradigma ilmiah dan teknologi 30 hingga 50 tahun dari sekarang. Glaz mengatakan penelitian eksplorasi, seperti ini, memiliki risiko ilmiah yang signifikan saat ini dan berupaya menjawab banyak pertanyaan ilmiah terbuka tentang kinerja dan daya tahan material.


Para peneliti baru-baru ini menerbitkan temuan mereka dalam jurnal peer-review, Material Fungsional Lanjutan, di koran, Keluarga Yang Dapat Disesuaikan dari Elastomeric-to-Rigid, 3D Printable, Interbonding Polymer Networks.

Penelitian ini masih dalam tahap penemuan. Tim mulai mencoba mengembangkan bahan cetak 3-D untuk aplikasi struktural yang dapat digunakan untuk mencetak komponen UAV atau bahkan helikopter. Selama penelitian eksplorasi ini, mereka memperhatikan bahwa setelah kerusakan permukaan menjadi aktif dan "akan dengan mudah menempel satu sama lain," kata Gardea. Inilah saat mereka memutuskan untuk menyelidiki kemampuan penyembuhan diri.

Gardea mengatakan langkah segera selanjutnya adalah meningkatkan perilaku aktuasi dan penyembuhan. Para peneliti juga ingin memperkenalkan multi-responsivitas dan membuat bahan merespon rangsangan di luar suhu dan cahaya.

Penelitian ini mendukung tantangan yang disorot dalam publikasi Konsep Fungsional Angkatan Darat AS untuk Gerakan dan Manuver terkait dengan operasi multi-domain dan Prioritas Modernisasi Angkatan Darat untuk Pengangkatan Vertikal di Masa Depan dengan meningkatkan pengetahuan tentang perilaku material yang mungkin mampu memperkenalkan multi-fungsi ke masa depan yang jauh. Platform tentara.

You may also like...

Leave a Reply

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.