Итальянцы начали производить мотоциклетные шлемы с графеновым покрытием

В Италии началось производство мотоциклетного шлема с графеновым покрытием, говорится в пресс-релизе консорциума Graphene Flagship. Он будет представлен на выставке Composites Europe, которая пройдет в Дюссельдорфе с 29 ноября по 1 декабря 2016 года.

Графен представляет собой углерод в форме двухмерной гексагональной решетки толщиной в один атом. В силу своей высокой электро- и теплопроводности, прочности и ряда других свойств он имеет множество потенциальных применений в электронике, технике, медицине и множестве других отраслей. Однако несмотря на множество основанных на графене экспериментальных технологий на рынке присутствуют лишь единичные изделия с его содержанием.

Одним из таких изделий стал мотоциклетный шлем, разработанный Итальянским технологическим институтом (IIT) и дизайнерской компанией Momodesign при поддержке Graphene Flagship. Шлем состоит из жесткой наружной капсулы и поглощающей удары пенистой полистироловой внутренней выстилки.

Снаружи он покрыт графеном, который обеспечивает улучшенное распределение силы удара и быстро рассеивает тепло, защищая внутренний слой от термического разложения. Это повышает безопасность и температурный комфорт мотоциклиста, пояснил директор лаборатории Graphene Labs при IIT Витторио Пеллегрини (Vittorio Pellegrini).

Для создания покрытия используют порошок, содержащий хлопья графена с разным числом слоев. Из него готовят раствор, который напыляют на внешнюю сторону шлема.

Шлемы производятся на заводе Momodesign в северной Италии. Первая партия состоит из 3000 экземпляров, предназначенных для продажи на специализированных рынках и крупных автовыставках. Цена шлема в пресс-релизе не приводится.

IIT и Momodesign намерены продолжить сотрудничество и использовать графен во внутренней выстилке шлема. Предполагается, что это поможет уменьшить ее толщину без ухудшения защитных свойств, а следовательно, уменьшить массу шлема и сделать его более удобным.

Graphene Flagship — это исследовательский консорциум с бюджетом в миллиард евро, учрежденный Еврокомиссией в 2013 году. Его целью является внедрение основанных на графене технологий в промышленное производство, чтобы «обеспечить рост экономики, создать новые рабочие места и новые возможности». В консорциум входят более 150 академических и промышленных научных коллективов в 23 странах.

Олег Лищук

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.
Робота с изогнутыми cкладками на гибких боках научили ползти на свет

Для движения ему достаточно одного актуатора

Инженеры разработали миниатюрного робота CurveQuad массой чуть больше 10 грамм. Его гибкий корпус деформируется за счет изогнутых складок и позволяет роботу продвигаться вперед, а также поворачивать, используя для этого только один актуатор. Разработчики продемонстрировали способность CurveQuad автоматически двигаться в направлении источника света, определяя его положение с помощью встроенных фотоэлементов. Текст доклада с описанием робота опубликован в рамках конференции IROS 2023. При поддержке Angie — первого российского веб-сервера Интерес инженеров к разработке миниатюрных роботов связан возможностью выполнять задачи в условиях ограниченного пространства. Например, миниатюрных роботов предлагают использовать для внутренней диагностики механизмов без их разборки, для разведки, и для обследования разрушенных в результате стихийных бедствий зданий в поисках выживших людей. Однако разработка роботов сантиметрового масштаба — непростая задача и ее решение требует множества конструктивных компромиссов. Более сложная походка, например, может добавить роботу проворности, однако одновременно с этим приведет к росту числа степеней свободы конечностей, а значит к увеличению количества используемых актуаторов. Это, в свою очередь, оборачивается усложнением конструкции, увеличением размеров, массы и энергопотребления. Одним из решений этой проблемы могло бы стать применение в конструкции элементов оригами или киригами. Складки упругого материала, выполненные с дополнительным изгибом, позволяют накапливать дополнительную механическую энергию, чем можно воспользоваться, чтобы сократить число актуаторов, необходимых для приведения робота в движение. Такой подход выбрали инженеры под руководством Синтии Сун (Cynthia Sung) из Университета Пенсильвании. Они создали миниатюрного робота под названием CurveQuad, который благодаря изогнутым складкам в конструкции оказался способен передвигаться с помощью всего лишь одного актуатора. Масса робота составляет 10,9 грамм, а ключевая деталь его корпуса представляет собой тонкую прямоугольную пластину из PET-пластика (полиэтилентерефталат) размером 80 × 55 миллиметров. В ней с помощью лазера выполнены прорези в виде последовательно расположенных полукругов, образующих паттерн в форме двух параллельных дуг с каждой стороны пластины, симметрично расположенных относительно центра. Материал в этих областях может легко изгибаться благодаря прорезям, создавая выпуклую и вогнутую складки. В центральной полосе обеих дуг на небольшом расстоянии друг от отдруга закрепляются концы двух «сухожилий» — тяг, которые соединяются противоположной стороной с концами рычага, закрепленного на сервомоторе, ось которого находится в центре пластины. Сервопривод может поворачивать рычаг в диапазоне 270 градусов, при этом «сухожилия», соединяющие концы рычага с корпусом, стягивают его вовнутрь, приводя к изгибам. В зависимости от угла поворота рычага корпус может из плоской пластины принять симметричную куполообразную форму. В этом положении концы пластины начинают играть роль четырех конечностей робота. В промежуточных положениях рычага сервопривода корпус несимметрично деформируется по диагонали. При этом передняя «конечность» приподнимается над поверхностью, а задние смещаются друг относительно друга. Из-за возникающей между ними разности в силах трения в этот момент корпус робота смещается вперед. Если затем такую же деформацию выполнить в противоположную сторону, то робот сделает второй шаг с помощью второй «ноги». Регулируя с помощью угла поворота рычага величину деформации, а следовательно и длину шага слева и справа можно управлять направлением движения робота CurveQuad. https://www.youtube.com/watch?v=RnSHG5F2Iek Для демонстрации возможности управления роботом с помощью обратной связи, инженеры установили на углах корпуса четыре фотоэлемента. Алгоритм сравнивает сигналы, полученные от сенсоров с левой и правой сторон, и в зависимости от того, с какой стороны сигнал больше, выбирает походку, которая поворачивает робота в этом направлении. В результате в каком бы положении робот ни находился изначально, он разворачивается на источник света и начинает двигаться в его направлении. В своей следующей работе инженеры планируют сосредоточиться на взаимодействии между несколькими роботами CurveQuad. Для этого они планируют добавить им возможность общаться друг с другом, чтобы роботы могли выполнять задачи сообща, например, вместе обследовать окружающую территорию. А вот другому микророботу, созданному группой американских и китайских инженеров, для передвижения не нужны сервомоторы. Вперед он движется под действием колебаний встроенной в его корпус пьезоэлектрической пленки, а повороты совершает за счет изменения силы трения между поверхностью и электростатическими площадками на концах передних ног.