Delftenaren helpen ontwikkeling 3D materiaal met instelbare vorm en grootte
Een huis dat in een rugzak past of een muur die met één druk op de knop een
raam wordt. Dat is in principe mogelijk met het nieuwe materiaal dat
onderzoekers aan Harvard University, met 'Delftse' hulp, aan het ontwikkelen
zijn. Het betreft een vouwbaar materiaal waarvan de vorm en de grootte in hoge
mate is in te stellen. De onderzoekers publiceren op vrijdag 11 maart over hun
bevindingen in Nature Communications.
Delftse connectie
De eerste auteur van het artikel in Nature Communications is Johannes
Overvelde, promovendus aan Harvard University en afgestudeerd als master bij de
faculteit 3mE van de TU Delft. Hij werd in het onderzoek bijgestaan door Twan
de Jong, masterstudent Aerospace Engineering aan de TU Delft. 'We hebben,
geïnspireerd door modulaire origami, een geavanceerd metamateriaal ontworpen',
zegt Overvelde. 'Het kan actief zijn vorm, stijfheid en volume veranderen via
ingebouwde actuatoren.'
[Description: H:\Desktop\origami_495x92.jpg]
Het op origami geïnspireerde materiaal kan verschillende vormen aannemen
Origami
De structuur is geïnspireerd door origami-technieken genaamd 'Snapology' en is
gemaakt van geëxtrudeerde kubussen met 24 vlakken en 36 randen. Net zoals
origami kan de kubus langs de randen worden gevouwen en van vorm veranderen. De
onderzoekers konden, zowel theoretisch als experimenteel met een prototype,
aantonen dat de kubus kan worden veranderd in vele verschillende vormen door
bepaalde randen te vouwen.
De kubussen zijn gemaakt van zeer dunne lagen PET plastic en dubbelzijdige
tape. De actuatie is gemaakt van PVC plastic. De onderzoekers plaatsten
pneumatische actuatoren in de structuur die kunnen worden geprogrammeerd om de
kubus van vorm en grootte te laten veranderen. Het materiaal kan overigens ook
worden voorzien van allerlei andere soorten actuatoren (thermisch, elektrisch
of hydraulisch).
Het team verbond 64 individuele kubussen tot een 4x4x4 kubus die kan groeien en
krimpen en bijvoorbeeld ook een volledig platte vorm kan aannemen. Als de
structuur verandert van vorm, verandert de stijfheid van de structuur ook
drastisch.
[Description: H:\Desktop\Ontwikkeling 3D materiaal
Youtube.jpg]<https://www.youtube.com/watch?v=maKILHxcGAE&feature=player_embedded>
Shelters bij rampen
Deze ontwikkeling opent volgens Harvard University nieuwe ontwerpmogelijkheden
voor makkelijk toe te passen transformeerbare structuren, bijvoorbeeld in
dynamische architectuur, zoals adaptieve façades voor gebouwen en flexibele
daken.
'Dit onderzoek heeft een nieuwe klasse van vouwbare materialen opgeleverd die
ook nog schaalbaar zijn', zegt Overvelde. 'Het principe werkt van de nanoschaal
tot op het niveau van meters en zou kunnen worden ingezet voor allerlei
toepassingen, van chirurgische stents tot draagbare pop-up shelters bij rampen.'
Twan de Jong van de TU Delft heeft in dit onderzoek meegewerkt aan de
prototypes, en heeft de experimenten uitgevoerd. Hij is overigens niet de
eerste Delftse masterstudent die als visiting student op Harvard aan dit
onderwerp werkt. Vorig jaar publiceerde Overvelde in het tijdschrift PNAS al
over een eerder gerelateerd project over het gebruik van instabiliteit in
zachte actuatoren, waarbij twee masterstudenten van de TU Delft waren betrokken.
Meer informatie
Artikel "A three-dimensional actuated origami-inspired transformable
metamaterial with multiple degrees of freedom", Nature Communications 11 maart
2016 (DOI: 10.1038/NCOMMS10929)
http://www.nature.com/ncomms/2016/160311/ncomms10929/full/ncomms10929.html
Persbericht Harvard University 'Transforming materials: Harvard researchers
design 3D material with controllable shape and size'
http://www.seas.harvard.edu/news/2016/03/transforming-materials
Contactinformatie:
Johannes Overvelde,
overvelde@xxxxxxxxxxxxxxxx<mailto:overvelde@xxxxxxxxxxxxxxxx>, +1-857-500-3391
Twan de Jong, twandejong1990@xxxxxxxxx<mailto:twandejong1990@xxxxxxxxx>,
06-12373325
Ilona van den Brink (wetenschapsvoorlichting TU Delft),
i.vandenbrink@xxxxxxxxxx<mailto:i.vandenbrink@xxxxxxxxxx>, 015-2784259
U ontvangt dit bericht via de PWC-medialijst. U kunt zich afmelden via
www.platformwetenschapscommunicatie.nl<file:///\\www.platformwetenschapscommunicatie.nl>.
Dit bericht is afkomstig van de TU Delft, Communication, Postbus 5, 2600 AA
Delft, www.tudelft.nl<http://www.tudelft.nl/>.