Mintha életre kelt volna, olyan a mágneses lámpás

Egy észak-karolinai kutatócsoport innovatív, mágnesesen vezérelhető polimer szerkezetet alkotott, amelynek formaváltozása meglepően hasonlít élőlények mozgására. Az új szerkezet alapja egy mesterséges „kínai lámpás”, amely egyetlen mozdulattal többféle háromdimenziós alakzatra képes átváltani – például lámpásra, pörgettyűre vagy más formákra –, attól függően, hogy eltérő módon nyomják vagy csavarják meg. Ehhez a látványos átalakuláshoz egy vékony mágneses réteget is hozzáadtak, így a szerkezet távirányítással, külső mágneses térrel alakítható.

Újraértelmezett polimer szerkezetek

A kutatók egy vékony polimer lapot gyémánt alakú paralelogrammává vágtak, majd a közepén párhuzamos bemetszéseket ejtettek. Ezekből a bemetszésekből sávok, úgynevezett szalagok keletkeztek, amelyeket a polimerlap tetején és alján egy-egy összefüggő csík köt össze. Amikor ezeket a csíkokat a bal és a jobb oldalon egymáshoz rögzítik, a lap automatikusan egy gömbszerű, kínai lámpásra emlékeztető testté alakul.

Nem hagyható figyelmen kívül, hogy a szerkezet alaphelyzetben két stabil formát képes felvenni: a lámpás és a pörgettyű alakot. Ha fentről lenyomják, először lassú deformáció indul, majd egy bizonyos ponton hirtelen átvált a pörgettyű formába, miközben rugalmas energiát tárol. Amikor ezt felengedik, a szerkezet villámgyorsan visszaugrik eredeti, gömbölyű formájába.

Mágneses távvezérlés és alkalmazások

Habár a lámpás már önmagában is izgalmas, a valódi áttörést a mágneses vezérlés hozta: a kutatók a szerkezet aljára egy vékony mágneses fóliát rögzítettek, így az egész mechanizmus távolról, mágneses térrel alakítható. Sikerrel mutattak be például egy kíméletes hal-fogó grippet, amely nem sérti meg a zsákmányt, vagy egy víz alatti szűrőt, amely nyitható és zárható, illetve olyan kompakttá hajtható szerkezetet, amely hirtelen kiugorva tágít ki egy összeroppant csövet.

Matematikai modellezés és jövőbeli tervek

A pontosabb működés érdekében a kutatók egy matematikai modellt is kidolgoztak, amely megmutatja, hogyan változik az egyes szögek geometriája, és milyen mértékben tárolódik rugalmas energia a különböző alakzatokban. Ennek alapján meghatározható, hogy előre megtervezhető, milyen forma legyen a végeredmény, és az adott kialakítás mennyire lesz stabil vagy mozgékony.

A fejlesztés egyik célja, hogy a lámpás egységekből síkbeli vagy térbeli szerkezeteket – például alakváltoztató metamateriálokat vagy robotikai megoldásokat – hozzanak létre. A kutatás a Nature Materials (Természetes anyagok) folyóiratban jelent meg, a közreműködők között több magyar kutató is szerepel.

2025, adminboss, www.sciencedaily.com alapján

Share on Social Media