Až se příště podíváte dolů a uvidíte celulitidu na svých stehnech, nezoufejte:Díky těmto důlkům byste mohli být rychlejší a aerodynamičtější.
Ne, neděláme si srandu. Jakmile se seznámíte s chytrými morfovatelnými povrchy, možná zjistíte, že váš tělesný tvaroh je něco, co stojí za to oslavit. Dozvíte se také, že promáčknutí auta při krupobití může být dobré pro vaši spotřebu paliva – alespoň v některých jízdních situacích. Než však začnete oslavovat promáčkliny na autě nebo kůži, musíte vědět, jak fungují chytré morfovatelné povrchy.
Inteligentní morfovatelné povrchy neboli smorphy jsou povrchy, které se mění v reakci na podmínky kolem nich a uvnitř nich. Vaše kůže je něco jako smorph. Pokud se podmínky uvnitř vaší pokožky změní, například když přiberete, vaše pokožka se změní s tím. Začněte do Doritos narážet například příliš silně a naroste vám břicho. Dobrou zprávou je, že na rozdíl od vašich džínů s nimi poroste vaše kůže. Pokud jste někdy byli těhotná nebo jste viděli bříško těhotné ženy, víte, že vaše kůže se může natáhnout a napnout přes rostoucí část těla. Když se tato část těla zmenší kvůli porodu nebo výměně Doritos za mrkvové tyčinky, kůže se obvykle také stáhne.
Naše kůže se samozřejmě ne vždy dokonale stáhne. Po velkém úbytku hmotnosti můžeme mít povolenou kůži a strie. Kůže však nereaguje pouze na podmínky uvnitř těla. Strávte příliš dlouho ve vaně a budete mít vrásčité prsty. Vyjděte ven nazí v chladném dni a dostanete husí kůži (stejně jako citaci, protože veřejná nahota je na většině míst nezákonná). Smorphs jsou něco jako kůže v tom, že nejsou vždy hladké a hladké a mohou reagovat na podmínky uvnitř i vně těla. V některých případech mohou důlky v smorphu zlepšit aerodynamiku a spotřebu paliva pro automobily. Kdyby vaše strie dokázaly totéž. Pokračujte ve čtení a zjistěte, jak by mohlo mít auto, které byste mohli v budoucnu řídit, mít vzhled měnící tvar, který je jednu minutu promáčklý a další hladkou – a to vše závisí na jízdních podmínkách.
Obsah
Vydejte se za pěkného odpoledne na driving range a uvidíte inspiraci pro použití smorphs na autech. Golfové míčky se svými prohlubněmi a zvrásněnými vnějšími plochami pomohly informovat o některých pracích, které inženýři a další výzkumníci provádějí na smorphech, výzkumu, který by se mohl promítnout do dolíčkové kůže – a tedy zlepšené spotřeby paliva – u automobilů.
Golfové míčky nebyly vždy úmyslně promáčknuté. Ve skutečnosti až do poloviny 19. století byly golfové míčky hladké a promáčkly se pouze během hry. Koneckonců, když se za kolo zasáhnete asi stokrát, udělá to pro vás nějaké škrábance a promáčkliny. Když si golfisté začali všímat, že starší, promáčklé míčky jdou dále, začali stejný výkon vyžadovat i od nových golfových míčků. A když výrobci začali prodávat promáčknuté míčky, zrodil se moderní golfový míček s důlky.
Důlky na golfovém míčku mu pomáhají dostat se dále, protože důlky neumožňují, aby se vzduch "přilepil" k míčku. Místo toho důlky narušují při pohybu vzduch nejblíže míči. Každý důlek vytváří malý minicyklón kolem míče. Namísto toho, aby vypadala jako hladká koule, po které proudí vzduch, povrch koule nakonec vypadá jako jízda v šálku:koule, která se pohybuje vzduchem, ale kolem ní jsou menší kruhy zkrouceného vzduchu. Tento vířivý pohyb pomáhá pohybovat vzduchem kolem míče rychleji, což snižuje odpor větru, kterému míč čelí. Menší odpor větru znamená, že k pohybu míče na danou vzdálenost je potřeba méně energie.
Na autě menší odpor větru znamená, že k pohybu vpřed po silnici je potřeba méně energie. To se promítá do lepší spotřeby paliva, nebo pokud mluvíte o elektromobilech, menšího vybíjení baterie. Neberte si však golfovou hůl do auta. Prohlubně na autech zlepšují účinnost pouze v určitých situacích. To je místo, kde přicházejí smorfové.
Je to jen odhad, ale je pravděpodobné, že většina spotřebitelů si nebude chtít koupit promáčknuté auto, i když to zlepší spotřebu paliva. Jde o to, že důlky v některých situacích pouze snižují odpor větru. V jiných situacích je výhodnější hladká pokožka. Stejně jako vaše vlastní kůže, i chytrý morfovatelný povrch se dokáže přizpůsobit okolním podmínkám.
Představte si smorphy jako balóny:Když balón vyfouknete, jeho povrch se stane hladkým a pevným. Pokud se však objem vzduchu uvnitř balónku změní – řekněme kvůli netěsnosti nebo změně teploty vzduchu – povrch balónku změkne a poddajný. V případě smorphů, od kterých vědci doufají, že zlepší aerodynamiku a spotřebu paliva v autech, by se jim zmačkaly vrásky. Tyto vrásky by mohly být velkou pomocí, pokud jde o výrobu účinnějších vozů.
Změna z hladké na dolíčkovou pokrývá složku „morfovatelnosti“ chytrých morfovatelných povrchů, ale klíčovou složkou je také „chytrá“ část názvu. Když je vám zima, nemusíte své pleti říkat „je čas dostat husí kůži“. Ví, co má dělat na základě podmínek, kterým čelí. Smorphs fungují stejným způsobem. Reagují na podmínky, kterým čelí, aby vytvořily co nejaerodynamičtější povrch.
Výzkumníci z Massachusettského technologického institutu vytvořili smorfy na bázi silikonu, které reagují na podmínky a snižují odpor vzduchu, kterému čelí, tím, že se stanou dolíčky nebo hladkými. Aby se vytvořily důlky, výzkumníci odtlakují vnitřní prostor smorpha. Smorph reaguje na změnu vnitřního objemu, jako kůže na někom, kdo náhle ztratil pivní břicho, vytvořením vzoru vrásek a důlků. Když se vnitřní objem zvýší, smorph se vyhladí.
V autě lze senzory, počítač a software připojit k vnějšímu plášti vozidla, kontrolovat měření aerodynamického odporu a podle potřeby upravovat charakteristiky pláště, aby se snížil odpor a zlepšila se spotřeba paliva.
Na rozdíl od golfového míčku nebo stehen mé tety Mabel (oba jsou neustále dolíčky), smorph může přepínat mezi hladkým nebo vrásčitým, v závislosti na objemu materiálu uvnitř. Golfový míček to nemusí dělat, protože jen zřídka překročí rychlost, kdy jeho důlky přestanou zlepšovat jeho aerodynamiku. Auta na druhou stranu dokážou jet mnohem rychleji než golfové míčky. Při vysokých rychlostech důlky ve skutečnosti zvyšují odpor větru. A proto jsme vám řekli, abyste se zdrželi přidávání vlastních důlků do auta. Když najedete na dálnici, ty podomácku vyrobené promáčkliny vás začnou zpomalovat.
Vědci se domnívají, že smorphs umožní upravit exteriér vozu tak, aby se minimalizoval odpor a maximalizovala aerodynamika v závislosti na podmínkách. Pokud auto jede relativně pomalu, smorph může vytáhnout své důlky a snížit jak odpor, tak množství energie, kterou auto potřebuje k pohybu. Když auto jede rychleji, smorph se může vyhladit, aby auto proklouzlo vzduchem. Senzory na vnější straně vozu dokážou číst odpor větru a podle potřeby upravit povrch vozu.
Auta jsou dnes navržena tak, aby byla ve většině situací tak aerodynamická, jak jen mohou být. Co ale auto získá na obecné aerodynamice, ztrácí na aerodynamice pro konkrétní situace. Auto se smorph skinem se může neustále měnit, aby bylo co nejúčinnější, bez ohledu na podmínky.
Auta s inteligentními morfovatelnými povrchy jsou stále stranou, ale smorphs otevírají některé vzrušující možnosti nejen pro automobilový design, ale také pro letecký průmysl a dokonce i pro stavební materiály. Budova s tvarovatelným povrchem by například mohla odolat silnému větru lépe než budova vyrobená z tradičních materiálů.
Pěkné, co? A vy jste si mysleli, že vaše celulitida s vámi nic nedělá.
Když přemýšlíte o tom, jak zlepšit spotřebu paliva u automobilů, většina lidí se soustředí na technologii, která skutečně pohání auto – nebo na to, co ho pohání. Teprve nedávno, s použitím materiálů, jako je hliník a uhlíková vlákna na vozech pro masový trh, jsme si začali klást otázku, zda materiály, které používáme k výrobě automobilů, mohou přispět ke zlepšení účinnosti. Když si většina lidí představí auto budoucnosti, představí si super kluzký automobil, který se prodírá dopravou. Tvarově měnící auto s dolíčkovou kůží nemusí mít úplně stejný pocit nebo vzhled jako v Tronu, ale rozhodně se cítím lépe kvůli promáčknutí, které jsem si udělal na blatníku, když jsem se minulý týden snažil zaparkovat paralelně.
