Ученые из Техасского университета A&M в сотрудничестве с Сандийской национальной лабораторией представили уникальные взаимозамыкающиеся/блокирующие метаповерхности (ILM). Эти конструкции могут изменить подход к соединению деталей, обеспечивая прочность и надежность, недоступные традиционным методам, таким как болты и клеи.
ILM представляют собой инновационное решение, использующее сплавы с эффектом памяти формы (SMA). Ученые спроектировали и изготовили ILM, интегрировав никель-титановые сплавы, которые восстанавливают свою первоначальную форму после изменения температуры. Эти метаповерхности могут выборочно разъединяться и вновь соединяться по требованию, сохраняя при этом прочность и структурную целостность.
ILM позволяют соединять детали, передавая силу и ограничивая движение, что делает их более эффективными по сравнению с традиционными методами. В отличие от пассивных соединений, которые требуют усилий для зацепления, ILM работают на основе изменения температуры, что открывает новые возможности для гибкости и адаптивности.
Использование 3D-печати в разработке ILM позволило создать активные соединения, которые могут изменять свои свойства в зависимости от условий. Например, в аэрокосмической технике, где детали часто требуют сборки и разборки, ILM обеспечивают надежность и легкость в обращении.
В робототехнике активные ILM могут адаптироваться к различным задачам, улучшая функциональность и эффективность устройств. В биомедицинских приложениях возможность подгонять имплантаты и протезы под индивидуальные движения и температуру тела становится особенно актуальной. Это может значительно повысить комфорт и качество жизни пациентов.
Исследователи продолжают работу над улучшением свойств ILM, стремясь внедрить эффект суперэластичности, который позволит этим соединениям выдерживать большие деформации и восстанавливаться под высоким напряжением. Караман отмечает, что это открывает новые возможности для применения в различных отраслях, хотя некоторые вызовы все еще требуют решения.
ILM обещают не только улучшить существующие технологии соединений, но и создать совершенно новые подходы к проектированию, которые могут изменить облик аэрокосмической, робототехнической и медицинской отраслей.
