Ontwikkeling geknikt materiaal dat stijf is en trillingen kan absorberen

De Nederlandse Universiteit van Amsterdam heeft een manier ontdekt om materialen te ontwerpen die zowel stijf zijn als goed trillingen kunnen absorberen, en ook heel weinig wegen.

Trefwoorden: #absorberen, #hardheid, #knik, #metaal, #trilling

Lees verder

research

( Foto: D. Dykstra et al. )

ENGINEERINGNET.BE - Normaal gesproken is iets ófwel stijf óf het kan goed trillingen absorberen, maar zelden allebei. Toch zouden wetenschappers graag materialen kunnen maken die beide kwaliteiten hebben, vanwege de vele toepassingen.

Een team van onderzoekers van de Universiteit van Amsterdam is er nu in geslaagd om materialen te maken die stijf zijn maar toch goed trillingen kunnen opvangen en, minstens even belangrijk, die maar heel weinig hoeven te wegen.

Onderzoeker David Dykstra: “We ontdekten dat de truc was om materialen te gebruiken die kunnen knikken, zoals dunne metalen plaatjes. Als je die op een slimme manier aan elkaar vastmaakt, worden constructies van zulke geknikte plaatjes geweldige schokdempers, maar tegelijkertijd behouden ze een groot deel van de stijfheid van het materiaal waaruit ze zijn gemaakt. De plaatjes hoeven niet heel dik te zijn, dus we kunnen het materiaal betrekkelijk licht houden.”

De wetenschappers onderzochten de eigenschappen van de geknikte materialen grondig, en ontdekten dat die allemaal de wonderbaarlijke combinatie van stijfheid én het absorberen van trillingen bleken te hebben. Aangezien bekende materialen die combinatie niet vertonen, zijn er talloze toepassingen voor deze nieuwe in het lab gemaakte materialen, op allerlei schaalgroottes.

De toepassingen variëren van vele metersgroot, zoals voor de lucht- en ruimtevaartsector en de auto-industrie, tot aan de microschaal zoals in microscopen of in de nanolithografie.

Dykstra: “Mensen bouwen graag dingen en we willen die bouwsels bijna altijd licht houden. Als dat mogelijk wordt met materialen die stijf maar ook goed schokken absorberen, kunnen allerlei bestaande ontwerpen worden verbeterd en worden allerlei nieuwe ontwerpen mogelijk. Het aantal mogelijke toepassingen is eindeloos.”