Come funzionano le superfici morfologiche intelligenti


La prossima volta che guardi in basso e vedi la cellulite sulle cosce, non disperare:quelle fossette potrebbero effettivamente renderti più veloce e più aerodinamico.

No, non stiamo scherzando. Una volta apprese le superfici modificabili intelligenti, potresti scoprire che la tua ricotta corporea è qualcosa che vale la pena celebrare. Imparerai anche che ammaccare la tua auto durante una grandinata potrebbe essere un bene per il tuo risparmio di carburante, almeno in alcune situazioni di guida. Tuttavia, prima di iniziare a celebrare le ammaccature della tua auto o della tua pelle, devi sapere come funzionano le superfici modificabili intelligenti.

Le superfici modificabili intelligenti, o smorph, sono superfici che cambiano in risposta alle condizioni intorno e al loro interno. La tua pelle è una specie di smorph. Se le condizioni all'interno della tua pelle cambiano, come se aumenti di peso, la tua pelle cambia con essa. Inizia a colpire i Doritos troppo forte, ad esempio, e la tua pancia crescerà. La buona notizia è che, a differenza dei tuoi jeans, la tua pelle crescerà con esso. Se sei mai stata incinta o hai visto la pancia di una donna incinta, sai che la tua pelle può allungarsi e tendere su una parte del corpo in crescita. Quando quella parte del corpo si ritrae dall'avere un bambino o scambiando Doritos con bastoncini di carota, di solito anche la pelle si rimpicciolisce.

Naturalmente, la nostra pelle non si restringe sempre perfettamente. Dopo una grande perdita di peso, possiamo avere la pelle flaccida e le smagliature. Tuttavia, la pelle non risponde solo alle condizioni all'interno del corpo. Trascorri troppo tempo nella vasca e otterrai le dita rugose. Esci nudo in una giornata fredda e ti verrà la pelle d'oca (oltre a una citazione, dal momento che la nudità pubblica è illegale nella maggior parte dei luoghi). Gli smorph sono una specie di pelle in quanto non sono sempre lisci ed eleganti e possono rispondere alle condizioni all'interno e all'esterno del corpo. In alcuni casi, le fossette in uno smorph possono migliorare l'aerodinamica e il risparmio di carburante per le auto. Se solo le tue smagliature potessero fare lo stesso. Continua a leggere per scoprire come l'auto che potresti guidare in futuro potrebbe avere una pelle mutevole che è increspata un minuto e liscia il successivo, e tutto dipende dalle condizioni di guida.

Contenuti
  1. Fossette e aerodinamica
  2. Smorphs al MIT
  3. Superfici e automobili intelligenti e flessibili

>Fossette e aerodinamica


Dirigiti al campo pratica in un bel pomeriggio e vedrai l'ispirazione per l'uso degli smorph sulle auto. Le palline da golf, con i loro esterni increspati e rugosi, hanno contribuito a informare parte del lavoro che ingegneri e altri ricercatori stanno facendo sugli smorph, ricerche che potrebbero tradursi in fossette sulla pelle - e quindi in un migliore risparmio di carburante - per le auto.

Le palline da golf non erano sempre intenzionalmente ammaccate. Infatti, fino alla metà del 1800, le palline da golf erano lisce e si ammaccavano solo durante il gioco. Dopotutto, essere colpito un centinaio di volte per round ti farà ammaccare e ammaccare. Quando i golfisti hanno iniziato a notare che le palline più vecchie e ammaccate andavano più lontano, hanno iniziato a richiedere le stesse prestazioni anche dalle nuove palline da golf. E quando i produttori hanno iniziato a vendere palline ammaccate, è nata la moderna pallina da golf con fossette.

Le fossette su una pallina da golf la aiutano ad andare più lontano perché le ammaccature non consentono all'aria di "attaccarsi" alla pallina. Invece, le fossette interrompono l'aria più vicina alla palla mentre viaggia. Ogni fossetta crea un piccolo mini ciclone attorno alla palla. Invece di sembrare una sfera liscia con aria che viaggia su di essa, la superficie della palla finisce per sembrare una tazza da tè:una sfera che viaggia nell'aria, ma con cerchi più piccoli di aria attorcigliata tutt'intorno. Quel movimento vorticoso aiuta a spostare l'aria attorno alla palla più velocemente, riducendo la resistenza al vento che la palla deve affrontare. Meno resistenza al vento significa che è necessaria meno energia per muovere la palla a una determinata distanza.

Su un'auto, una minore resistenza al vento significa che è necessaria meno energia per avanzare lungo la strada. Ciò si traduce in un migliore risparmio di carburante o, se si parla di auto elettriche, in un minore esaurimento della batteria. Tuttavia, non portare ancora una mazza da golf in macchina. Le fossette sulle auto migliorano l'efficienza solo in determinate situazioni. È qui che entrano in gioco gli smorph.

>Smorph al MIT


Questa è solo un'ipotesi, ma è probabile che la maggior parte dei consumatori non voglia acquistare un'auto pre-ammaccata, anche se migliora il risparmio di carburante. Il fatto è che le fossette riducono solo la resistenza al vento in alcune situazioni. In altre situazioni è preferibile una pelle liscia. Proprio come la tua pelle, una superficie trasformabile intelligente può adattarsi alle condizioni che la circondano.

Pensa a smorph come palloncini:quando fai esplodere un palloncino, la sua superficie diventa liscia e tesa. Tuttavia, se il volume dell'aria all'interno del palloncino cambia, ad esempio a causa di una perdita o di un cambiamento nella temperatura dell'aria, la superficie del palloncino diventa morbida e flessibile. Nel caso degli smorph, che gli scienziati sperano miglioreranno l'aerodinamica e l'efficienza del carburante nelle auto, diventerebbero rugosi. Queste rughe potrebbero essere di grande aiuto quando si tratta di costruire auto più efficienti.

Il passaggio da liscia a fossetta copre la componente di "morfabilità" delle superfici modificabili intelligenti, ma anche la parte "intelligente" del nome è una componente chiave. Quando hai freddo, non devi dire alla tua pelle "è ora di avere la pelle d'oca". Sa cosa fare in base alle condizioni che deve affrontare. Gli smorph funzionano allo stesso modo. Reagiscono alle condizioni che devono affrontare per creare la superficie più aerodinamica.

I ricercatori del Massachusetts Institute of Technology hanno creato smorph a base di silicone che reagiscono alle condizioni e riducono la resistenza dell'aria che devono affrontare diventando fossette o lisce. Per fare le fossette, i ricercatori depressurizzano lo spazio interno dello smorph. Lo smorph reagisce al cambiamento del volume interno, come la pelle di qualcuno che ha improvvisamente perso la pancia della birra, formando un motivo di rughe e fossette. Quando il volume interno viene aumentato, lo smorph si attenua.

Su un'auto, sensori, un computer e un software possono essere collegati alla pelle esterna del veicolo, controllando le misurazioni della resistenza e regolando le caratteristiche della pelle secondo necessità per ridurre la resistenza e migliorare il risparmio di carburante.

>Superfici e automobili intelligenti e mutevoli


A differenza di una pallina da golf o delle cosce di mia zia Mabel (entrambe sempre con fossette), uno smorph può passare dall'essere liscio o rugoso, a seconda del volume del materiale al suo interno. Una pallina da golf non ha bisogno di farlo, perché raramente supera una velocità in cui le sue fossette smettono di migliorare la sua aerodinamica. Le auto, d'altra parte, possono andare molto più veloci delle palline da golf. Alle alte velocità, le fossette aumentano effettivamente la resistenza al vento. Ed è per questo che ti abbiamo detto di astenerti dall'aggiungere le tue fossette alla tua auto. Quando raggiungi l'autostrada, quelle ammaccature fatte in casa inizieranno a rallentarti.

I ricercatori pensano che gli smorph consentiranno all'esterno di un'auto di adattarsi per ridurre al minimo la resistenza e massimizzare l'aerodinamica, a seconda delle condizioni. Se l'auto sta andando relativamente lentamente, lo smorph può far risaltare le sue fossette e ridurre sia la resistenza che la quantità di energia di cui l'auto ha bisogno per muoversi. Quando l'auto va più veloce, lo smorph può appianarsi per consentire all'auto di scivolare nell'aria. I sensori all'esterno dell'auto possono leggere la resistenza al vento e regolare la pelle dell'auto secondo necessità.

Le auto di oggi sono progettate per essere aerodinamiche come possono essere nella maggior parte delle situazioni. Ma ciò che l'auto guadagna in aerodinamica generale, lo perde in aerodinamica per situazioni specifiche. Un'auto con una pelle smorph potrebbe cambiare costantemente per diventare la più efficiente possibile, indipendentemente dalle condizioni.

Le auto con superfici modificabili intelligenti sono ancora lontane, ma gli smorph aprono alcune interessanti possibilità non solo per il design automobilistico, ma anche per l'ingegneria aerospaziale e persino per i materiali da costruzione. Un edificio con superficie smorzabile, ad esempio, potrebbe resistere meglio ai venti forti di uno realizzato con materiali tradizionali.

Pulito, eh? E pensavi che la tua cellulite non stesse facendo nulla per te.

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Nota dell'autore:come funzionano le superfici mutevoli intelligenti

Quando si pensa a come migliorare il risparmio di carburante per le auto, la maggior parte delle persone si concentra sulla tecnologia che effettivamente muove l'auto o su ciò che la alimenta. È solo di recente, con l'uso di materiali come l'alluminio e la fibra di carbonio sulle auto del mercato di massa, che abbiamo iniziato a chiederci se i materiali che utilizziamo per costruire le auto possano contribuire a una migliore efficienza. Quando la maggior parte delle persone immagina l'auto del futuro, pensa a un'auto super liscia che taglia il traffico. Un'auto mutaforma con la pelle increspata potrebbe non avere la stessa sensazione o aspetto alla Tron, ma sicuramente mi fa sentire meglio per l'ammaccatura che ho messo sul mio paraurti mentre cercavo di parcheggiare in parallelo la scorsa settimana.

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>Fonti

  • Bennington-Castro, Joseph. "Le superfici mutevoli intelligenti possono presentare fossette a piacimento". Bollettino MRS. 39. 8. 655–655. Agosto 2014. (20 ottobre 2014) http://journals.cambridge.org/action/displayAbstract?fromPage=online&aid=9319822&fileId=S0883769414001766
  • Chandler, David L. "Le superfici mutevoli potrebbero ridurre la resistenza dell'aria". Notizie del MIT. 24 giugno 2014. (20 ottobre 2014) http://newsoffice.mit.edu/2014/morphable-surfaces-could-cut-air-resistance-0624
  • Difficile, Andrea. "Non è Bubblegum; è la skin automobilistica 'morfologica' del futuro del MIT." Tendenze digitali. 29 luglio 2014. (20 ottobre 2014) http://www.digitaltrends.com/cars/smorph/
  • Stockton, Nick. "Le auto più veloci di domani potrebbero essere ricoperte di pelli mutevoli." Cablata. 24 luglio 2014. (20 ottobre 2014) http://www.wired.com/2014/07/the-futures-fastest-cars-could-be-covered-in-morphable-skin/