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FP6

CHISMACOMB — Risultato in breve

Project ID: 13641
Finanziato nell'ambito di: FP6-NMP

Strutture a nido d'ape per materiali intelligenti

Inserire sensori in strati di materiali a nido d'ape vuol dire preparare il terreno per la produzione di materiali intuitivi. La ricerca europea sta progettando materiali che non solo aumentano la comodità ma assorbono le microonde per una maggiore sicurezza e salute.
Strutture a nido d'ape per materiali intelligenti
I materiali a sandwich a nido d'ape sono usati comunemente nelle costruzioni navali e aerospaziali e per applicazioni negli schermi elettromagnetici. Il progetto Chismacomb ("Chiral smart honeycom”) aveva lo scopo di produrre componenti a sandwich con varie forme complesse che incorporassero funzionalità di monitoraggio della salute. Sono state inserite in questo ambizioso programma anche caratteristiche di compatibilità elettromagnetica per assorbimento di microonde.

La chiave per questa straordinaria tecnologia è il nido d'ape chirale. Materiali nuovi mostreranno un cosiddetto rapporto di Poisson negativo e, per esempio, sottoposti a tensione si espanderanno lateralmente, a differenza dei materiali ordinari. Questa struttura a nido d'ape di base può poi ospitare diversi componenti per risultare in materiali multifunzionali o creati per applicazioni specifiche.

Sfruttando questa proprietà, gli scienziati di Chismacomb hanno sviluppato modelli a nido d'ape con tre, quattro o sei elementi di connessione. Le simulazioni fatte usando queste diverse combinazioni sotto pressione in varie direzioni hanno avuto come risultato un ispessimento mentre le strutture collegate creavano un alto livello di rigidezza. Aumentando la pressione esterna, i materiali si espandevano mentre diminuendo la pressione si otteneva un restringimento.

Materiali con diverse configurazioni e con un nucleo chirale ottimizzato sono stati valutati per le loro proprietà meccaniche e dielettriche (di campo elettrico). Un pannello a sandwich curvo si è rivelato più resistente e meno incline all'impatto di stress e deformazione in piano rispetto ai materiali esistenti.

Inserendo il titanato zirconato di piombo (PZT), un materiale elettroceramico, per sensori appositamente progettati si conferisce alla base a nido d'ape una funzione strutturale di monitoraggio della salute. Applicando pressioni sulle strutture a sandwich a nido d'ape, permetterà loro di adattarsi nella forma e di modellarsi per dare ai passeggeri un ottimo confort. Inoltre, un'ergonomia avanzata del materiale aumenterà la sicurezza dei veicoli in movimento.

Le applicazioni della tecnologia Chismacomb aumentano il già grande potenziale dei materiali a sandwich a nido d'ape. I sensori appositamente progettati forniscono materiali in grado di monitorare la loro forza e stabilità per aumentare la sicurezza per i passeggeri in condizioni di turbolenza come su navi o aerei. Per migliorare la sicurezza e la salute, l'assorbimento di microonde su una data gamma di frequenze promette di diminuire l'inquinamento elettromagnetico che è adesso fin troppo diffuso e proviene da trasmettitori, antenne e linee elettriche sospese.

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