Opis projektu
Materiały magnetoaktywne o wysokich osiągach znajdują nowe zastosowania
Miękkie materiały magnetoaktywne mogą zmieniać swój kształt w odpowiedzi na działanie pól magnetycznych. Możliwość rekonfiguracji sprawia, że tego rodzaju materiały mogą sprawdzić się doskonale w wielu zastosowaniach – od urządzeń wykorzystywanych w procesie pozyskiwania energii, przez rozwiązania ograniczające hałas i drgania, aż po miękką robotykę. Zainspirowany potencjałem ich możliwości, finansowany przez Unię Europejską projekt MAGIC zamierza zrewolucjonizować projektowanie zmiennokształtnych materiałów magnetoaktywnych, aby umożliwić stosowanie ich w wyjątkowych zastosowaniach. W tym celu naukowcy zamierzają opracować wieloskalowe modele teoretyczne i obliczeniowe, które pozwolą na odkrycie wpływu wysoce uporządkowanych mikrostruktur na magnetyczno-mechaniczne właściwości materiału. Oczekuje się, że wyniki projektu rzucą nowe światło na mechanizmy niestabilności wywoływanej przez te mikrostruktury, a także pozwolą znacząco popchnąć do przodu przełomowe badania nad rekonfigurowalną materią miękką.
Cel
Soft magnetoactive materials can change their properties and undergo extremely large deformations when excited by magnetic stimuli. These reconfigurable soft materials hold great potential for a large variety of applications from sensing devices to energy harvesting, noise and vibration mitigation, and soft robotics. However, these materials operate at high magnetic fields, thus, limiting potential application of the technology. A promising approach to significantly enhance the magnetomechanical performance, and reduce the required magnetic field, is to design soft magnetoactive composites through architectured microstructures. Highly ordered microstructures are an origin for multiscale magnetomechanical instabilities and possible failure of the materials. In this research proposal, we directly address this crucial aspect for MAE-based technology. Moreover, we declare an ambitious goal: Turning failure into functionalities.
Our strategy is to take the risk of operating MAEs in the unstable regime with predesigned instability developments. This novel MAE design concept will capitalize on controllable cascade microstructure transformations while attempting to avoid catastrophic failure. If successful, this concept will open a new avenue in design of morphing magnetoactive materials with new functionalities and superior performance. To achieve this ambitious goal, we will develop multiscale theoretical and computational frameworks to reveal and to predict the behavior of possible advantageous microstructures in the extreme regimes. If successful, we will fill the gap in magnetomechanical multiscale instability phenomena, and will significantly advance the frontier of knowledge about the reconfigurable soft matter. We will probe our ideas experimentally, and will fabricate the revealed advantageous materials with engineered microstructures and properties. We envision revealing the fundamental multiphysics mechanisms of the multiscale magnetomechanical instabilities.
Dziedzina nauki
- engineering and technologymaterials engineeringcomposites
- natural sciencesphysical sciencescondensed matter physicssoft matter physics
- engineering and technologyelectrical engineering, electronic engineering, information engineeringelectronic engineeringroboticssoft robotics
- natural sciencescomputer and information sciencescomputational sciencemultiphysics
Słowa kluczowe
Program(-y)
Temat(-y)
System finansowania
ERC-STG - Starting GrantInstytucja przyjmująca
H91 Galway
Irlandia