弗吉尼亚理工大学的研究人员获得210万美元,用于研究模仿生物系统的形状记忆聚合物

在接下来的17个月里,弗吉尼亚理工大学将带领一个研究小组探索一种新材料的开发,这种材料将利用植物蛋白质结构来模拟生物系统。国防高级研究计划局(DARPA)的国防科学办公室正在资助这项耗资21欧洲杯足球竞彩0万美元的项目。欧洲杯线上买球

美国国防部高级研究计划局(DARPA)对一组称为nastic材料的硬聚合物特别感兴趣。欧洲杯足球竞彩在生物学中,nastic指的是植物在环境变化时的自然运动,比如那些跟踪阳光的植物或者浇水后变硬的植物。这些运动是由植物内部水压的变化引起的,可以导致非常大的形状变化。

由约翰·梅因管理的DARPA项目的目标是开发利用内部压力变化引起较大形状变化的合成材料。欧洲杯足球竞彩

该计划呼吁对植物的蛋白质结构进行调查,以了解它们在自然材料中产生形状变化的作用。欧洲杯足球竞彩分析后的蛋白质结构将被用于开发一种合成材料,这种材料具有能够产生可控形状的特性。

最终,纳米结构概念的成功发展将提供一种基于生化能直接转化为机械功的新型材料。欧洲杯足球竞彩以这种方式,它将提供一个真正集成的“智能”材料,作为新一代生物启发工程系统的基础。

在这个独特的项目中,研究人员将与一家公司合作,将鼻音材料应用于变形飞机机翼。该机翼在飞行过程中会动态改变其形状和操纵面。欧洲杯足球竞彩

打个比方,一只鹰在天空中翱翔,突然看到了它的猎物,改变了形状,朝着目标目标俯冲。当猛禽改变档位以闪电般的速度向南飞行时,它必须感觉到外部力量和压力对其轨迹的影响。

类似地,对于飞机机翼,工程师需要一种机械柔性材料。但设计师也需要一种表面由传感器和电导体控制的材料,这样可以进行传感并相应地改变形状。正确设计的鼻腔材料可能允许传感器弯曲。欧洲杯足球竞彩

弗吉尼亚理工大学机械工程教授、智能材料系统与结构中心(CIMMS)成员Don Leo是该项目的主要研究者。他的同事是:辛辛那提大学医学院John Cuppoletti博士;Su欧洲杯足球竞彩bhash Narang,斯里兰卡国际,加州帕洛阿尔托。;杰伊·库德瓦,加利福尼亚州托伦斯NextGen航空公司。;Victor Giurgiutiu,南卡罗来纳州大学机械工程系。在弗吉尼亚理工大学,雷欧将与Tim Long,化学教授,Lisa Weiland,目前是CIMMS的研究科学家,即将加入匹兹堡大学的机械工程系。

这个高度跨学科的团队在分子生物学、聚合物化学、结构建模和控制、制造方法学以及该项目所需的系统集成方面拥有专业知识。

“当我们生产的材料具有内部压力,欧洲杯足球竞彩允许鼻音结构膨胀和收缩时,我们希望从变形机翼转移到其他需要能够产生较大形状变化的结构的应用中。例如,一个紧凑的容器,在运输到地面后将部署到天线中一个特定的位置,”利奥说。

“生物系统是开发高性能工程平台的优秀模板。对生物系统如何移动、适应、通信和复制的理解为科学家和工程师提供了解决工程问题的新方法。这些解决方案正在通过h将生物学原理应用于新的自主工程系统的设计,”Leo说。

弗吉尼亚理工大学在20世纪80年代开始研究智能材料领域,试图设计能反映自然的材料和欧洲杯足球竞彩系统。CIMMS由丹·英曼(Dan Inman)领导,他拥有乔治·古德森(George Goodson)捐赠的教授职位,在智能材料领域享有国际声誉。欧洲杯足球竞彩

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