Cientistas UChicago Estudo "Jamming" - Encontrar os mais fortes formas com impressão 3D

 A equipe de pesquisa da Universidade de Chicago faz experimentos para encontrar os mais fortes formas com impressão 3D .

Em simulações de computador e experimentos recentes, o professor Heinrich Jaeger, William J. Friedman & Alicia Townsend professor de Física, e estudante de graduação Marc Miskin investigar examinar os materiais e os fenômenos que parecem simples na superfície, mas que revelam uma enorme complexidade em cima de um exame minucioso.

Entre diversos fenómenos é o chamado bloqueio - a tecnologia utilizada na robótica suaves, no qual os agregados de partículas colocadas aleatoriamente, incluindo esferas ou formas mais complicadas, ou mesmo a partir de moléculas, de transição fluido-sólido semelhante a um comportamento semelhante.

Físicos Heinrich Jaeger e Marc Miskin usar objetos impressos em 3D para estudar "jamming" e as propriedades estruturais de formas. Créditos: University of Chicago

Os cientistas analisaram como as propriedades de um material encravado pode ser ajustado por alteração da forma das partículas que o constituem.

Miskin e Jaeger abordou uma questão assustadora em sua pesquisa: Dado um objetivo de design para o agregado encravado, por exemplo, para tê-lo como duro ou tão suave quanto possível, em resposta a uma força aplicada, o que a forma de partículas será melhor produzir o resultado desejado?

Para este problema de otimização complexo, eles enfrentaram uma variedade infinita de formas para escolher.

Um algoritmo de computador - conhecido como uma "optimização evolutiva" foi empregado no vídeo que o acompanha - para responder a esta pergunta.

Estudante Marc Miskin fabricados materiais granulares de várias formas em uma impressora 3D para testar suas propriedades agregadas quando preso em um espaço confinado. Créditos: University of Chicago

O computador concebido por partículas a partir de uma forma aleatória, e em seguida iterativamente alterou a sua configuração, em cada etapa de realizar uma série de simulações que testaram quão perto a performance aproximada o objectivo declarado.

Uma vez que uma forma óptima foi identificada, então Miskin fabricado um grande número de cópias com impressora 3D do laboratório de ensaio num aparelho de compressão viselike para verificar a sua previsão do algoritmo.

Os resultados sobre a "Adaptação materiais granulares através da evolução artificial" apareceu 20 de janeiro como uma publicação online na revista Nature Materials .

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