Materiales programables, cada vez más cerca.

¿Te imaginas un futuro en el que los materiales sean capaces de adaptarse, responder e interactuar con su entorno de forma inteligente?. Puede parecer ciencia ficción pero la realidad es que los materiales programables estan cada vez más cerca.

Los "phononic crystals" son un nuevo tipo de material artificial que mediante variaciones periodicas de sus propiedades mecánicas, como la densidad y el módulo elástico, permite filtrar de forma controlada ciertas frecuencias de las ondas acústicas (ondas de compresion).

Los cristales ya están aquí!

Las ondas elásticas son algo diferentes de las ondas acusticas, ya que ademas de una componente a compresión también tienen dos componentes transversales de cizalladura.

 Pero en teoría,al igual que con las ondas acústicas, podríamos ser capaz de controlar las ondas elásticas pudiendo "esconder" el material y evitar las vibraciones.

Researchers from Empa and ETH Zurich have succeeded in producing a prototype of a vibration-damping material that could change the world of mechanics forever. The material of the future is not only able to damp vibrations completely; it can also specifically conduct certain frequencies further.

Read more at: http://phys.org/news/2014-03-programmable-materials.html#jCp

 Actualmente existen multitud de sistemas mecánicos para controlar las vibraciones y los efectos dinámicos producidos por la acción sísmica y la del viento sobre las estructuras, tales como los aisladores de base, sistemas de masas "afinadas" TMD o los amortiguadores de columna de agua TLD. Este tipo de sistemas, de forma activa o pasiva, añaden el amortigüamiento extra que la estructura necesita en cada momento para reducir las vibraciones, evitar fenomenos de resonancia, deformaciones y aceleraciones excesivas.

¿Y si fuera pudieramos programar el material de la estructura para evitar estos fenomenos por si mismo?

Researchers from Empa and ETH Zurich have succeeded in producing a prototype of a vibration-damping material that could change the world of mechanics forever. The material of the future is not only able to damp vibrations completely; it can also specifically conduct certain frequencies further.

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Researchers from Empa and ETH Zurich have succeeded in producing a prototype of a vibration-damping material that could change the world of mechanics forever. The material of the future is not only able to damp vibrations completely; it can also specifically conduct certain frequencies further.

Read more at: http://phys.org/news/2014-03-programmable-materials.html#jCp

Researchers from Empa and ETH Zurich have succeeded in producing a prototype of a vibration-damping material that could change the world of mechanics forever. The material of the future is not only able to damp vibrations completely; it can also specifically conduct certain frequencies further.

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En el proyecto de investigación "Phononic Crystal with Adaptative Connectivity" publicado recientemente en la revista Advanced Materials, investigadores de Empa y ETH Zurich han presentado un prototipo de material capaz de filtrar y amortiguar las vibraciones elasticas por si mismo.

Prototipo del material programable

Este tipo de material no solo es capaz de bloquear las vibraciones, si no que se puede programar para que cambie sus propiedades de forma rapidamente y deje pasar diferentes bandas de frecuencias en diferentes momentos.

El prototipo de material programable consiste en una placa de alumunio de 1 metro por 1 cm y 1 mm de grosor, capaz de vibrar a diferentes frecuencias

Para controlar la transmisión de las ondas elásticas, se le añaden a la placa unos pequeños cilindros de aluminio; además entre la placa y estos cilindros se colocan "piezo discs" que cambian su grosor al ser estimulados electronicamente de forma casi instantanea, convirtiendo la placa de aluminio en un "phononic crystal".


 Esto permite controlar la forma en que las ondas elásticas se transmiten por el material, pudiendo programarlo para que el material sea "ciego" y las amortigüe por completo, o programarlo para filtrar una determinada banda de frecuencias y  permitir que sea unicamente esta la que afecte al material.

De momento el prototipo solo funciona en un grado de libertad pero ya ha demostrado sus capacidades,abriendo las puertas al desarrollo de nuevos materiales programables.


Fuente:
http://phys.org/news/2014-03-programmable-materials.html
http://stuff.mit.edu/afs/athena/course/3/3.042/team1_08f/documents/Sound_Ideas.pdf