Текстиль сам регулирует аэродинамику при движении

04.11.2025

Специалисты Гарвардской школы инженерии и прикладных наук имени Джона Полсона (SEAS) представили ткань, способную самостоятельно регулировать свои аэродинамические свойства. Это открытие может изменить подход к созданию спортивной одежды, а в перспективе - повлиять на развитие авиации, судостроения и даже архитектуры.

Главная особенность нового материала заключается в его способности динамически изменять поверхность при растяжении. Когда ткань подвергается натяжению, на ней образуются крошечные углубления, напоминающие ямочки на мячах для гольфа. Эти микроструктуры воздействуют на поток воздуха, снижая турбулентность и, следовательно, аэродинамическое сопротивление. В экспериментах в аэродинамической трубе удалось достичь уменьшения сопротивления воздуха на 20%, что делает материал особенно перспективным для спортивных костюмов, где важен каждый процент эффективности.

Работа над проектом велась под руководством аспиранта кафедры машиностроения Дэвида Фаррелла. Чтобы определить оптимальную структуру поверхности, команда провела более 3000 компьютерных симуляций, моделируя тысячи возможных форм и размеров углублений. Анализ показал, что различные конфигурации ямочек подходят для разных скоростей ветра, что позволяет адаптировать ткань под конкретные условия - например, под высокоскоростной бег или движение дрона в воздухе.

Конструкция ткани представляет собой двухслойный композит. Наружный слой выполнен из плотного синтетического материала, похожего на тот, что используется в ремнях рюкзаков, а внутренний - из мягкого эластичного трикотажа, обеспечивающего гибкость и комфорт при ношении. Слои соединены при помощи лазерной резки и термопрессования, формируя решетчатую структуру, которая позволяет материалу растягиваться вдоль тела, не теряя формы.

Ученые отмечают, что этот подход принципиально отличается от традиционных технологий в текстильной промышленности. Обычные ткани при растяжении деформируются и теряют прочность, тогда как новая структура превращает механическое напряжение в функциональное преимущество - способность управлять воздушным потоком.

Результаты работы, опубликованные в журнале Advanced Materials, подтверждают, что созданный метаматериал способен изменять аэродинамический профиль в реальном времени. При движении человека или объекта ткань подстраивается под скорость и направление воздушного потока, регулируя размер и форму своих микрорельефов. Таким образом, она может оптимизировать аэродинамику без внешнего вмешательства.

По мнению исследователей, подобные "умные" материалы открывают путь к созданию целого класса активных поверхностей - от спортивной экипировки, повышающей скорость и выносливость спортсменов, до обшивок летательных аппаратов, снижающих расход топлива.

<< Назад: Репетитоор Super Teacher для начальных классов 05.11.2025

>> Вперед: Электронный язык мгновенно различает остроту пищи 04.11.2025

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Горькие продукты улучшают работу мозга 08.11.2025

Как выяснили японские ученые, горький вкус флаванолов играет важную роль в стимуляции центральной нервной системы. Даже при минимальном усвоении этих веществ организм получает сигнал к повышению активности нейромедиаторов и улучшению когнитивных функций, что делает натуральные продукты с горьким вкусом потенциально полезными для мозга и общей физиологии. В поисках способов улучшить работу мозга ученые все чаще обращаются к натуральным соединениям, содержащимся в привычных продуктах питания. Одним из таких веществ являются флаванолы, присутствующие в какао, красном вине и ягодах. Исследователи из Технологического института Сибаура в Японии выяснили, что горький и вяжущий вкус этих соединений способен активировать мозг через вкусовые рецепторы, способствуя улучшению памяти, внимания и способности к обучению. Ранее было известно, что флаванолы защищают нейроны и поддерживают когнитивные функции, однако их биодоступность - доля вещества, поступающая в кровь - крайне низка. Это вызвал ...>>

Дождевой электрогенератор 08.11.2025

Группа разработчиков Нанкинского университета аэронавтики и астронавтики представила дождевой электрогенератор, который превращает дождевые капли в источник электричества, используя саму воду как структурный и электрический элемент. В отличие от традиционных капельных генераторов, где электричество создается на твердых диэлектрических пленках с металлическими электродами, новое устройство плавает непосредственно на поверхности воды. Вода одновременно выполняет роль опоры и проводника, что позволило снизить вес системы на 80%, а стоимость уменьшить почти наполовину, сохранив при этом мощность до 250 вольт на каждую каплю. "Мы позволили воде одновременно выполнять структурную и электрическую функции, создав легкую, доступную и масштабируемую систему", - объяснил профессор Ванлин Гуо, ведущий автор исследования. Такая концепция открывает путь к созданию гидровольтаических систем, которые могут работать в водоемах без использования суши, дополняя солнечные и ветровые технологии. П ...>>

Климат влияет на длительность беременности 07.11.2025

Беременность традиционно воспринимается как естественный биологический процесс с предсказуемыми сроками, однако современные исследования все чаще доказывают, что на ее продолжительность влияют факторы, выходящие далеко за пределы медицины. Среди них особое место занимают климат и окружающая среда - именно эту взаимосвязь впервые подробно изучили ученые из Университета Кертина в Австралии. Их работа раскрывает, что экстремальные погодные условия способны не только вызывать преждевременные роды, но и, напротив, удлинять срок беременности. Команда исследователей проанализировала данные почти 400 тысяч новорожденных, появившихся на свет в Западной Австралии. Результаты оказались неожиданными: климатические колебания заметно влияли на организм будущих матерей, особенно у тех, кто рожал после 41-й недели беременности. По словам доктора Сильвестра Додзи Ньядана из Школы народного здоровья Университета Кертина, проблема перенашивания долгое время оставалась в тени, хотя ее последствия могут ...>>

Роботизированное кресло Toyota Walk Me 07.11.2025

Современные технологии все чаще пересекаются с медициной, эргономикой и социальной сферой. Компании стремятся не просто создавать машины, а делать устройства, которые расширяют возможности человека. Именно к этому направлению принадлежит новейшая разработка корпорации Toyota - роботизированное кресло Walk Me, впервые показанное на выставке Japan Mobility Show 2025. Оно демонстрирует, как инженерная мысль и забота о людях с ограниченной подвижностью могут соединяться в одном компактном устройстве. Внешне Walk Me напоминает нечто среднее между креслом и небольшим роботом. В отличие от привычных инвалидных колясок или тележек, новинка лишена колес - вместо них движение обеспечивают четыре механические ноги. Такая система позволяет креслу буквально "идти" по поверхности, адаптируясь к рельефу и уверенно преодолевая гравий, бордюры или даже лестницы. Создатели вдохновлялись природой - в частности, движениями коз и крабов, известных своей устойчивостью и ловкостью на пересеченной местн ...>>

Отцу полезно брать отпуск по уходу за ребенком 06.11.2025

Роль отцов в воспитании детей перестала восприниматься как второстепенная. Современные исследования все чаще доказывают, что участие папы в уходе за младенцем оказывает не только эмоциональное, но и долговременное развитие на психику и успехи ребенка. Новая работа ученых из Национального университета Сингапура добавила весомые аргументы в пользу того, что отцам стоит брать отпуск по уходу за ребенком - хотя бы на две недели. Исследование показало, что дети, чьи отцы проводили с ними больше времени в первые недели жизни, реже сталкиваются с трудностями в поведении и обучении. Такие дети проявляют лучшие результаты в тестах на математические и речевые способности и демонстрируют более устойчивое эмоциональное состояние. Ученые отмечают, что именно продолжительный отпуск дает мужчинам возможность установить прочную эмоциональную связь с ребенком и активнее участвовать в жизни семьи. Профессор Вэй-Джун Джин Ян, соавтор исследования, подчеркивает, что в большинстве азиатских стран дек ...>>

Случайная новость из Архива Водородная биобатарейка 17.06.2006 Британские ученые заменили в топливном элементе платину на ферменты. Обычно в топливном элементе имеется мембрана, по обе стороны которой расположены электроды, покрытые платиновым катализатором. Благодаря ему на одном электроде молекула водорода распадается, а на другом - собирается молекула воды. У тех микроорганизмов, которые живут за счет окисления водорода, тот же самый процесс, благодаря ферментам, идет гораздо легче. Ученые давно пытались применить этот биологический способ в топливном элементе. Очередного успеха в этом деле добилась группа профессора Фрэзера Армстронга из Оксфордского университета. В предложенной им конструкции на два электрода нанесены ферменты, выделенные из водородокисляющего микроорганизма. Поскольку ферменты селективны, то есть каждый из них ускоряет одну-единственную реакцию, нет никакой нужды разделять реагирующие газы специальной мембраной. А именно ее чрезвычайно высокая цена делает топливный элемент дорогим удовольствием, которое без помощи госбюджета не по карману никому. В элементе Армстронга электроды погружены непосредственно в сосуд, заполненый воздухом с добавкой нескольких процентов водорода. И, как свидетельствуют работающие электронные часы, присоединенные к биоэлементу, успешно вырабатывают электричество. Ферменты микроорганизмов легко получать, и обходятся они значительно дешевле платины. Кроме того, угарный газ, отравляющий платиновый катализатор, для них безвреден.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025