Nanjing Havacılık ve Uzay Bilimleri Üniversitesi’ndeki (NUAA) bir araştırma ekibi, şekil değiştiren uçak kanatlarını mümkün kılabilecek, doğadan ilham alan aktif bir metal metamalzeme geliştirdi. Bilim insanlarının uçuş sırasında sorunsuz bir şekilde şekil değiştirebildiğini söylediği malzeme, hafif, dayanıklı ve esnek olacak şekilde tasarlandı. En önemlisi, kendi kendine orijinal şeklini geri kazanabiliyor.
Yeni nesil metal uçak kanatları için hazırlık
Araştırmacıların yeni malzemesi doğadan ilham almış olsa da, şaşırtıcı bir şekilde kuş uçuşundan esinlenmiyor. Bunun yerine, şekil değiştiren alaşım, bir sukulent bitkisinin tohum kabuğundan ilham alınarak geliştirildi.
Günümüzde, şekil değiştiren veya dönüşen uçaklar geliştirmeyi amaçlayan projeler genellikle malzeme sorunları nedeniyle sekteye uğruyor. Mühendisler kolayca uyum sağlayan ve daha sonra orijinal şekline geri bükülebilen malzemeler geliştirmeye çalıştıklarında sorunlar ortaya çıkıyor.
[bkz url= https://www.techinside.com/istek-uzerine-eglence-neden-aninda-erisim-artik-yeni-standart/]
Bazı projeler, havacılık uygulamaları için çok zayıf olan polimer bazlı malzemeler kullanıyor. Diğerleri ise genellikle hantal olan ve gerçek zamanlı olarak şekil değiştiremeyen pasif mekanik yapılar kullanıyor. Bu sorunu çözmek için, yeni malzemenin arkasındaki ekip, son derece hassas bir metal 3D baskı yöntemi olan lazer toz yataklı füzyon (LPBF) ile şekillendirilmiş nikel-titanyum şekil hafızalı alaşım kullandı. Uluslararası Aşırı Üretim Dergisi’nde yayınlanan yeni bir makalede ekip, LPBF’nin yalnızca 0,3 milimetre çapında küçük, dalgalı yapısal özellikler geliştirmelerine nasıl olanak sağladığını açıkladı. Böylece, NUAA ekibi aerodinamik kuvvetlere dayanabilen aktif bir metal yapı oluşturdu. En önemlisi, gerektiğinde kendini yeniden şekillendirebiliyor.
Ekibin çalışması, küçük domuz otu veya semizotu olarak da bilinen etli bir bitki olan Portulaca oleracea’nın tohum kabuğundan ilham aldı. Bitkinin epidermal hücreleri, yüzey basıncını yayan ve dağıtan dalgalı arayüzlere sahiptir. Araştırmacılar, Portulaca oleracea tohum kabuğunun doğal desenini metal bir ağ peteğine dönüştürdüler. Bu, aynı anda esnek ve dayanıklı bir yapı oluşturmalarına olanak sağladı.
Araştırmacılara göre, yapıları kırılmadan önce %38’e kadar esneyebiliyor. Ayrıca ısıtıldığında programlanmış şeklinin %96’sından fazlasını geri kazanabiliyor. Bilim insanları bir basın açıklamasında, “Bu kadar büyük, tekrarlanabilir şekil değişiklikleri, benzer mukavemete sahip metal metamateryallerde nadiren görülür” diye açıkladılar. Malzemelerini göstermek için NUAA araştırmacıları prototip kanat bölümleri inşa ettiler. Testlerde, -25° ile 25° arasında bir açı aralığında sorunsuz bir şekilde şekil değiştirebildiler. Testler, yüksek irtifalarda uçan uçakların maruz kaldığına benzer düşük sıcaklıklarda gerçekleştirildi.
