Nieuw onderzoek gepubliceerd in Wetenschappelijke rapporten heeft onthuld dat een eenvoudig maar robuust algoritme ingenieurs kan helpen bij het verbeteren van het ontwerp van cellulaire materialen die worden gebruikt in een verscheidenheid aan uiteenlopende toepassingen, variërend van defensie, biomedische tot slimme constructies en de lucht- en ruimtevaartsector.

De manier waarop cellulaire materialen zullen presteren, kan onzeker zijn en daarom kunnen berekeningen om ingenieurs te helpen voorspellen hoe ze zullen reageren op een bepaald ontwerp, voor een bepaalde reeks belastingen, voorwaarden en beperkingen, kunnen helpen bij het maximaliseren van hun ontwerp en de daaropvolgende prestaties.

De onderzoeksmedewerkers van de Faculty of Science and Engineering, Universiteit van Swansea, Indian Institute of Technology Delhi en Brown University, ONS., ontdekte dat het uitvoeren van gespecialiseerde berekeningen ingenieurs kan helpen de optimale microstructuur te vinden voor cellulaire materialen die voor een breed scala aan doeleinden worden gebruikt, van geavanceerde ruimtevaarttoepassingen tot stents die worden gebruikt voor verstopte slagaders.

Onderzoeksco-auteur Dr. Tanmoy Chatterjee zei:"Dit artikel is het resultaat van een jaar aanhoudend gezamenlijk onderzoek. De resultaten illustreren dat onzekerheden op microschaal de mechanische prestaties van metamaterialen drastisch kunnen beïnvloeden. Onze formulering heeft nieuwe microstructuurontwerpen bereikt door gebruik te maken van computationele algoritmen die de evolutionaire principes van de natuur volgen."

Co-auteur professor Sondipon Adhikari legt uit:"Deze benadering stelde ons in staat om extreme mechanische eigenschappen te bereiken met een negatieve Poisson-verhouding (auxetisch metamateriaal) en elastische modulus. Het vermogen om extreme mechanische eigenschappen te manipuleren door middel van nieuwe optimale micro-architectuurontwerpen zal nieuwe mogelijkheden openen voor productie en toepassingen."