研究人员利用简单物理学方法形成各种复杂头发形状

自然界有丰富的模式,这些模式是由连续的,远离平衡的过程和系统组成的,这些过程和系统具有丰富的多样性和复杂性。它们复杂的发展条件使得研究、建模并将其转化为工程是一项挑战。

普林斯顿大学的研究人员受到自然界和生物设计的启发,用数学的精确性将这种灵感合理化,并提出了一个相对简单的系统,使他们能够在圆盘的外面涂上液体弹性材料,并将其旋转形成复杂的图案。

材料在被赋予正确的旋转后固化时,会产生小的纺锤,并随着圆盘的加速而增长。这种旋转液态弹性聚合物的技术使研究人员能够形成创造生物仿生表面所需的那种复杂的头发状形状。

该研究发表在《美国国家科学院院刊》上。新方法利用了这些结构自然形成的方式。

该系统结合了凝固熔体中的流体不稳定性和大的固体变形,以产生具有复杂表面几何形状的软固体。它设定在简单的物理学上,但却将一组旧的工程问题变成了新的制造解决方案。

研究人员写道,该方法简单、便宜,而且比传统的模具更复杂,它可以在开发机器人传感能力方面发挥关键作用。它与机械变形和凝固同时存在的广泛问题相关。

在向增材制造转变的情况下,这可能成为革命的重要组成部分,为使用多步无模方法组装复杂物质铺平道路。

研究人员利用简单物理学方法形成各种复杂头发形状

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