Tiny pop-up دستگاه کار بی وقفه و حتی تحت فشار شدید

مینیاتوری و دستگاه های قابل توجه کسانی که برآمدگی از 2D سطوح مانند پاپ آپ کارت پستال باید یکپارچه در بر داشت راه خود را به فشار-سنجش و انرژی-برداشت فن آوری به دلیل توانایی خود را به اغلب کشیده فشرده و یا پیچ خورده. با وجود نیروی خود را-توانایی تحمل آن است که هنوز مشخص نیست در صورت تکرار فیزیکی استرس می تواند آسیب کار از این دستگاه های مینیاتوری به خصوص اگر در حال حاضر وجود دارد یک نقص در ساخت و ساز خود را.

با استفاده از کوچک فشار-سنجش سازه به شکل جداول Texas A&M University محققان دریافته اند که تکرار هل در جداول' سطح صاف نمی شود ساختار به سقوط از هم جدا حتی زمانی که فشاری نیروهای افراطی هستند. به جای این کوچک دستگاه از جمله کسانی که با اندکی نقص شد, انعطاف پذیر, در ادامه به باقی می ماند کاربردی خم پاهای خود را نسبت به اعمال زور.

محققان گفتند یافته های خود را منتشر شده در شماره فوریه مجله شدید مکانیک نامهرا مستقیم مفاهیم در طول عمر از فن آوری است که ترکیب مینیاتوری دستگاه های مانند نرم پوشیدنی الکترونیک, کشش سلول های خورشیدی و فشار-سنجش جوراب.

مینیاتوری و دستگاه های مانند سنسور فشار نیاز به صادقانه انتقال قدرت و تغییر در ماساژ. برای بسیاری از برنامه های کاربردی سنسور باید بسیار کوچک را به تصرف تغییرات در فشار بالا به اندازه کافی وضوح. بنابراین مینیاتوری و دستگاه های مبتنی بر کاغذ ژاپنی-برش و تاشو روش kirigami ارائه یک راه حل عالی.

قرض گرفتن اصول kirigami یک طراحی مینیاتوری دستگاه است که برای اولین بار اچ در یک بازی 2D سطح. سپس یک سمت داخل فشار از طراحی و مرز باعث می شود ساختار پاپ ، بار دیگر 2D چاپ کشیده است و یا پیچیده به فاش کردن یک مطلب پیچیده طراحی 3D. صرف نظر از نهایی استفاده kirigami-بر اساس دستگاه ها باید به صورت مستمر تحریف به شکل یک پدیده مهندسین به مراجعه به تغییر شکل.

"بخشی از درخواست تجدید نظر از استفاده از kirigami سازه است که می توان آنها را بارها و بارها تغییر شکل برای مدت طولانی از زمان," دکتر گفت: Andreas B. Polycarpou استاد و رئیس دپارتمان در Mike J. Walker '66 گروه مهندسی مکانیک. "اما هر نوع نقص در این ساختار ممکن است تاثیر نهایی خود را عملکرد است که توانایی خود را به طور مداوم تغییر شکل."

به بررسی چگونگی نقص ممکن است تاثیر عملکرد kirigami دستگاه Polycarpou تیم به رهبری توسط کیان Bashandeh فارغ التحصیل و دانشجو در دانشکده مهندسی و اولیه نویسنده این مطالعه طراحی شده مجموعه ای از آزمایش های کوچک با استفاده از سنسور فشار. متشکل از یک سطح صاف و پشتیبانی توسط چهار, پاهای, این ساختار دست و پنجه نرم اگر فشار اعمال شده از بالا.

برای مطالعه محققان بارها و بارها فشرده در جدول پایین مانند سازه ها با استفاده از الماس تخت پانچ شد. نمونه شامل سازه های با اندکی نقص مانند یک ترک کوچک روی یکی از چهار پا و یا یک کمی نازک تر پا.

برای تست عملکرد این ساختار در طول زمان آنها ثبت شده چگونه این ساختار رفتار تحت مکرر ماساژ با استفاده از یک میکروسکوپ الکترونی و اندازه گیری فاصله با آن پاهای خم شده است.

Polycarpou تیم یافت که برای هر دو نقص و ناقص kirigami ساختار فشرده سازی باعث سازه به "سفت" و یا مقاومت در برابر نیروی رو به پایین. با این حال حتی زمانی که فشاری نیروهای افراطی از سازه برتر با یک حالت پایدار و قادر به بازیابی از تکرار ضربات از الماس پانچ.

محققان گفت: نتایج حاصل از چرخهای فشرده سازی آزمایش نشان می دهد که سیستم با یک مونتاژ kirigami دستگاه می تواند باقی می ماند کاربردی برای یک دوره طولانی از زمان حتی اگر برخی از دستگاه های درون آنها را نقص.

"برای بسیاری از برنامه های کاربردی از جمله فشار سنجش آن را نه یکی بلکه چندین مینیاتوری دستگاه های مشغول به کار در پشت سر هم. به طور مستقیم یکی فکر می کنم که نقص در هر یک از kirigami سازه های فاجعه بار خواهد بود برای یک سیستم ساخته شده با بسیاری از ساختار چنین گفت:" Polycarpou. "ما در حال حاضر شواهد نشان می دهد که آنها نمی. بنابراین اگر یکی با استفاده از جوراب هوشمند برای اندازه گیری چگونه فشار توزیع شده است در طول راه رفتن نتایج ما نشان می دهد که مینیاتور سنسور فشار هنوز کار قابل ملاحظه و حتی اگر آنها کمی ناقص است."

###

دیگر همکاران به این تحقیق دکتر محمد Humood از Texas A&M مهندسی مکانیک; دکتر Jungkyu لی از Bruker نانو سطوح مینه سوتا; دکتر Mengdi هان دکتر Yonggang هوانگ و Dr. John A. Rogers از دانشگاه ایلینوی; یولین Cui و دکتر Yan Shi از دانشگاه نانجینگ هوانوردی و فضانوردی چین است.

سلب مسئولیت: AAAS و EurekAlert! مسئول صحت اخبار منتشر شده به EurekAlert! با کمک موسسات و یا برای استفاده از هر گونه اطلاعات از طریق EurekAlert سیستم.