Los paneles delgados con células neumáticas inflables permiten doblar estructuras planas de la forma deseada.

Informe del 28 de agosto de 2023

Este artículo ha sido revisado de acuerdo con el proceso editorial y las políticas de Science X. Los editores han resaltado los siguientes atributos al tiempo que garantizan la credibilidad del contenido:

verificado

publicación revisada por pares

fuente confiable

corregir

por Bob Yirka, Tech Xplore

Un trío de científicos de materiales de la Universidad de la Sorbona ha desarrollado un nuevo enfoque para crear tipos de paneles delgados que se pueden transformar en objetos curvos en 3D sin recurrir a arrugas o cortes. En su estudio, publicado en la revista Science, Tian Gao, José Bico y Benoît Roman se inspiraron en la transformación de hojas y pétalos de las plantas para crear un material similar para su uso en aplicaciones novedosas.

Los esfuerzos de ingeniería anteriores han demostrado que es posible producir productos tridimensionales comenzando primero con una pieza plana de material. La razón para hacerlo generalmente es permitir un transporte más fácil. Las cajas de cartón, por ejemplo, ocupan mucho menos espacio cuando están aplanadas. Los ingenieros en robótica han descubierto la utilidad de dichos materiales, al igual que los científicos que buscan enviar sondas al espacio. Sin embargo, crear tales materiales implica superar un obstáculo importante.

Si miras un mapa plano de la Tierra, por ejemplo, los continentes aparecen distorsionados; esto se debe a que han sido aplanados a partir de una esfera. Como señalan los investigadores, los intentos de forjar productos tridimensionales a partir de un objeto plano normalmente requieren arrugarlo o cortarlo. Intentaron superar este problema con un nuevo enfoque que partió de sus observaciones de cómo funcionan las células buliformes en las plantas.

Por ejemplo, las hojas de las plantas de maíz pueden abrirse y cerrarse dependiendo de las condiciones climáticas; lo hacen inflando células bulliformes usando presión líquida. Para recrear esta capacidad en un material fabricado, el equipo creó lo que describen como una estructura de transformación de formas basada en células gaussianas.

Para crear su modelo, el equipo imprimió en 3D canales trapezoidales inflables dentro de un panel plano. Luego se interpuso entre dos capas de material hermético. A medida que se bombeaba aire hacia la parte central del sándwich, las superficies planas de arriba y de abajo fueron empujadas y estiradas en nuevas formas con curvaturas gaussianas únicas. Al alterar el tamaño y la forma de los trapecios, los investigadores pudieron alterar las formas 3D que podían formar.

Más información: Tian Gao et al, Células neumáticas hacia la transformación gaussiana absoluta, Science (2023). DOI: 10.1126/ciencia.adi2997

© 2023 Red Ciencia X