Structuri pop-up stabile ale următoarei generații create de Origami

De

Acest adăpost gonflabil este fabricat din plastic gros și poate fi deschis sau pliat. Credit: Benjamin Gorissen / David Melancon / imaginea SEAS Harvard

Clădirile ventilate de nouă generație își păstrează forma fără presiune constantă.

În 2016, o cursă de ciclism cu arc gonflabil Tour de France s-a defectat, provocând căderea biciclistului, aruncându-l de pe bicicletă și întârzierea cursei, în timp ce oficialii au încercat să curățe drumul de resturi. Oficialii au legat centura unui spectator trecător de căderea centurii, dar adevăratul vinovat a fost fizicianul.

Structurile gonflabile de astăzi, de la spitale de campanie la complexe sportive, sunt monostabile, ceea ce înseamnă că au nevoie de o presiune constantă pentru a-și menține starea de umflare. Pierdeți această presiune și structura va reveni la o singură formă stabilă – plană.

Dar dacă aceste structuri au mai multe stări stabile? Ce se întâmplă dacă centura este la fel de stabilă ca și cum ar fi atins solul și este umflată?

Acum cercetătorii de la Școala de Inginerie și Științe Aplicate John A. Paulson de la Harvard (SEAS) au dezvoltat structuri gonflabile cu două etaje inspirate din origami.

Studiul a fost publicat Natură.

„Această cercetare oferă o cale directă pentru o nouă generație de sisteme de ventilație robuste, la scară largă, care se blochează la loc odată instalate și nu necesită presiune constantă”, au declarat Katia Bertoldi, William și Ami Kuan Danoff, profesori ai SEAS Applied Mechanics și senior autorul articolului.

Inspirată de origami și bazată pe geometrie, echipa de cercetare a creat o bibliotecă de blocuri de formă triunghiulară care pot fi deschise sau pliate și combinate în diferite configurații pentru a crea forme închise, cu mai multe straturi.

„Ne bazăm pe proprietățile materialelor, mai degrabă decât pe geometria acestor blocuri de construcții, ceea ce înseamnă că putem face aceste blocuri de construcție din aproape orice material, inclusiv materiale reciclabile ieftine”, a declarat Benjamin Gorissen, Departamentul de Știința Materialelor și Inginerie Mecanică SEAS și co- autorul articolului.

Luând procesul de proiectare în lumea reală, cercetătorii au creat și construit un adăpost gonflabil de 8 pe 4 picioare din foi groase de plastic.

„Vă puteți imagina că aceste adăposturi sunt plasate în zona dezastrelor ca parte a unui răspuns de urgență”, a spus David Melancon, doctorand SEAS și co-autor al articolului. „Puteți să le puneți pe camion și nu aveți nevoie decât de o singură sursă de presiune pentru a le umfla. Odată umflate, puteți elimina sursa de presiune și puteți trece la următorul cort. “

Adăpostul poate fi amenajat de una sau două persoane, spre deosebire de zecile de persoane necesare pentru a găzdui spitalele militare de campanie de astăzi.

Blocurile de construcție ale acestor construcții origami pot fi amestecate și adaptate pentru a crea o structură de orice formă sau dimensiune. Cercetătorii au construit o serie de alte structuri, inclusiv o arcadă, un braț extensibil și o structură în stil pagodă. Cercetătorii au dezvoltat, de asemenea, mai mult de două forme stabile.

„Am deschis o zonă de structuri gonflabile pe scară largă, fără precedent, care permit coliviei să se îndoaie plat și să-și păstreze forma așezată, fără riscul de fisurare”, a spus Chuck Hoberman, profesor de inginerie de proiectare la Graduate School of Design și Maeștrii. coautor al articolului. „Folosind mișcare ventilată, alternativă pentru a realiza structuri cu pereți solizi, vedem aplicații importante nu numai pe Pământ, ci și potențial ca Lună sau habitate pentru viață. Marte căutare “

Context: „Construcții de origami gonflabile cu mai multe etaje pe scara de metri” de David Melancon, Benjamin Gorissen, Carlos J. Garcia-Mora, Chuck Hoberman și Katia Bertoldi, 21 aprilie 2021, Natură.
DOI: 10.1038 / s41586-021-03407-4

Co-autorul acestui studiu este Carlos J. Garcia-Mora. Sprijinit de Fundația Națională pentru Științe cu privire la subvențiile DMR-2011754 și DMR-407 1922321.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Zirconii antici datează începutul tectonicii plăcilor în urmă cu 3,6 miliarde de ani – un eveniment critic pentru a face pământul ospitalier pentru viață

Zirconii examinați de echipa de cercetare, fotografiați cu catodoluminiscență, tehnică cu care echipa a putut vizualiza interiorul cristalelor cu un microscop electronic cu scanare...

Putem face opioidele mai puțin dependente? [Video]

În 2017, milioane de oameni din întreaga lume erau dependenți de opioide și 115.000 au murit din cauza unui supradozaj. Opioidele sunt cele mai puternice...

Măsurile neconvenționale împotriva pandemiei și apărării nucleare pot proteja omenirea de catastrofe catastrofale

Lansarea mânerului SM-3 Block IB de la un crucișător cu rachete ghidate USS Lake Erie (CG 70). Credit: Marina SUA În curând viața pe...

Situl de legare a anticorpilor conservat în variantele de virus COVID-19 – impact mare pentru vaccinurile viitoare

O echipă de cercetare Penn State a descoperit că proteinele N din barza-covi-2 sunt stocate în toate coronavirusurile epidemice legate de îngrășăminte (sus, stânga:...

Mișcări ale electronilor de ceas în interiorul unui atom: viteza obturatorului de o milionime dintr-o miliardime de secundă

Reprezentarea artistică a experimentului. Întârzierea inerentă între emisia celor două tipuri de electroni duce la o elipsă caracteristică în datele analizate. În...

Newsletter

Subscribe to stay updated.