Como funcionam as superfícies morfológicas inteligentes

Não, não estamos brincando. Depois de aprender sobre superfícies morfológicas inteligentes, você pode descobrir que seu queijo cottage corpóreo é algo que vale a pena comemorar. Você também aprenderá que deixar seu carro amassado em uma tempestade de granizo pode ser bom para sua economia de combustível - pelo menos em algumas situações de direção. No entanto, antes de começar a comemorar os amassados ​​em seu carro ou em sua pele, você precisa saber como funcionam as superfícies morfológicas inteligentes.

Superfícies inteligentes morphable, ou smorphs, são superfícies que mudam em resposta às condições ao redor e dentro delas. Sua pele é uma espécie de smorph. Se as condições dentro de sua pele mudarem, como se você ganhar peso, sua pele muda com isso. Comece a bater muito forte nos Doritos, por exemplo, e sua barriga vai crescer. A boa notícia é que, ao contrário do seu jeans, sua pele crescerá com ele. Se você já esteve grávida ou viu a barriga de uma mulher grávida, sabe que sua pele pode se esticar e ficar tensa sobre uma parte do corpo em crescimento. Quando essa parte do corpo encolhe por ter um bebê ou trocar Doritos por palitos de cenoura, a pele geralmente encolhe também.

Claro, nossa pele nem sempre encolhe perfeitamente. Após uma grande perda de peso, podemos ter pele solta e estrias. A pele não responde apenas às condições dentro do corpo. Passe muito tempo na banheira e você terá dedos enrugados. Saia nu em um dia frio e você ficará arrepiado (assim como uma citação, já que a nudez pública é ilegal na maioria dos lugares). Smorphs são como a pele, pois nem sempre são suaves e elegantes, e podem responder às condições dentro e fora do corpo. Em alguns casos, as covinhas em um smorph podem melhorar a aerodinâmicae economia de combustível para carros. Se apenas suas estrias pudessem fazer o mesmo. Continue lendo para saber como o carro que você pode dirigir no futuro pode ter uma pele que muda de forma, com covinhas em um minuto e suave no próximo - e tudo depende das condições de direção.

1. Dimples e aerodinâmica
2. Smorphs no MIT
3. Superfícies e Carros Morfáveis ​​Inteligentes

Dirija-se ao driving range em uma tarde agradável e você verá a inspiração para usar smorphs em carros. Bolas de golfe , com seus exteriores enrugados e ondulados, ajudaram a informar parte do trabalho que engenheiros e outros pesquisadores estão fazendo em smorphs, pesquisas que podem se traduzir em covinhas na pele - e, portanto, em economia de combustível aprimorada - para carros.

As bolas de golfe nem sempre foram intencionalmente amassadas. De fato, até meados de 1800, as bolas de golfe eram lisas e só amassavam durante o jogo. Afinal, ser atingido cerca de cem vezes por rodada colocará alguns mossas e amolgadelas em você. Quando os golfistas começaram a notar que as bolas mais velhas e amassadas iam mais longe, eles começaram a exigir o mesmo desempenho das novas bolas de golfe também. E quando os fabricantes começaram a vender bolas amassadas, nasceu a moderna bola de golfe com covinhas.

As covinhas em uma bola de golfe ajudam a ir mais longe porque os amassados ​​não permitem que o ar "grude" na bola. Em vez disso, as covinhas perturbam o ar mais próximo da bola enquanto ela viaja. Cada covinha faz um pequeno mini ciclone ao redor da bola. Em vez de parecer uma esfera lisa com ar viajando sobre ela, a superfície da bola acaba parecendo um passeio de xícara de chá: uma esfera viajando pelo ar, mas com círculos menores de ar girando ao seu redor. Esse movimento giratório ajuda a mover o ar ao redor da bola mais rápido, o que diminui a resistência ao vento que a bola enfrenta. Menos resistência ao vento significa que menos energia é necessária para mover a bola a uma determinada distância.

Em um carro, menos resistência ao vento significa que menos energia é necessária para avançar na estrada. Isso se traduz em melhor economia de combustível ou, se você estiver falando de carros elétricos, menos consumo de bateria. Não leve um taco de golfe para o seu carro ainda. As covinhas nos carros só melhoram a eficiência em determinadas situações. É aí que entram os smorphs.

Isso é apenas um palpite, mas é provável que a maioria dos consumidores não queira comprar um carro pré-amassado, mesmo que isso melhore a economia de combustível. O problema é que as covinhas apenas diminuem a resistência ao vento em algumas situações. Em outras situações, uma pele lisa é preferível. Assim como sua própria pele, uma superfície morfológica inteligente pode se ajustar às condições ao seu redor.

Pense em smorphs como balões : quando você sopra um balão, sua superfície fica lisa e firme. No entanto, se o volume de ar dentro do balão mudar – digamos, devido a um vazamento ou a uma mudança na temperatura do ar – a superfície do balão se torna macia e flexível. No caso dos smorphs, que os cientistas esperam que melhorem a aerodinâmica e a eficiência de combustível nos carros, eles ficariam enrugados. Essas rugas podem ser uma grande ajuda quando se trata de construir carros mais eficientes .

Mudar de suave para ondulado cobre o componente "morfabilidade" de superfícies morfológicas inteligentes, mas a parte "inteligente" do nome também é um componente-chave. Quando você está com frio, não precisa dizer à sua pele "é hora de se arrepiar". Ele sabe o que fazer com base nas condições que está enfrentando. Smorphs funcionam da mesma maneira. Eles reagem às condições que enfrentam para tornar a superfície mais aerodinâmica.

Pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Massachusetts criaram smorphs à base de silicone que reagem às condições e diminuem o arrasto do ar que enfrentam, tornando-se ondulados ou lisos. Para fazer as covinhas, os pesquisadores despressurizam o espaço interno do smorph. O smorph reage à mudança no volume interior, como a pele de alguém que de repente perdeu a barriga de cerveja, formando um padrão de rugas e covinhas. Quando o volume interior é aumentado, o smorph suaviza.

Em um carro, sensores, um computador e um software podem ser conectados ao revestimento externo do veículo, verificando as medições de arrasto e ajustando as características do revestimento conforme necessário para reduzir a resistência e melhorar a economia de combustível.

Ao contrário de uma bola de golfe ou das coxas da minha tia Mabel (ambas com covinhas o tempo todo), um smorph pode alternar entre liso ou enrugado, dependendo do volume do material dentro dele. Uma bola de golfe não precisa fazer isso, porque raramente ultrapassa uma velocidade em que suas covinhas param de melhorar sua aerodinâmica. Os carros, por outro lado, podem ir muito mais rápido que as bolas de golfe. Em altas velocidades, as ondulações realmente aumentam a resistência ao vento. E é por isso que lhe dissemos para adiar a adição de suas próprias covinhas ao seu carro. Quando você chegar à rodovia, esses amassados ​​caseiros começarão a atrasá-lo.

Os pesquisadores pensam que os smorphs permitirão que o exterior de um carro se ajuste para minimizar o arrasto e maximizar a aerodinâmica, dependendo das condições. Se o carro estiver indo relativamente devagar, o smorph pode trazer suas covinhas e reduzir tanto o arrasto quanto a quantidade de energia que o carro precisa para se mover. Quando o carro vai mais rápido, o smorph pode se suavizar para permitir que o carro deslize pelo ar. Sensores na parte externa do carro podem ler a resistência do vento e ajustar a pele do carro conforme necessário.

Os carros de hoje são projetados para serem tão aerodinâmicos quanto podem ser na maioria das situações. Mas o que o carro ganha em aerodinâmica geral, perde em aerodinâmica para situações específicas. Um carro com uma pele smorph pode mudar constantemente para se tornar o mais eficiente possível, independentemente das condições.

Carros com superfícies inteligentes ainda estão longe, mas os smorphs abrem algumas possibilidades interessantes não apenas para o design automotivo, mas também para a engenharia aeroespacial e até para materiais de construção. Um edifício com superfície esmorfável, por exemplo, pode suportar ventos fortes melhor do que um feito com materiais tradicionais.

Legal, hein? E você pensou que sua celulite não estava fazendo nada por você.

Nota do autor: Como funcionam as superfícies morfológicas inteligentes

Quando você está pensando em como melhorar a economia de combustível para carros, a maioria das pessoas se concentra na tecnologia que realmente move o carro – ou o que o abastece. Só recentemente, com o uso de materiais como alumínio e fibra de carbono em carros de mercado de massa, começamos a questionar se os materiais que usamos para construir carros podem contribuir para melhorar a eficiência. Quando a maioria das pessoas imagina o carro do futuro, elas pensam em um automóvel super liso cortando o trânsito. Um carro que muda de forma com covinhas na pele pode não ter a mesma sensação ou aparência de Tron, mas certamente me faz sentir melhor sobre o amassado que coloquei no meu para-lama enquanto tentava estacionar em paralelo na semana passada.

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