Znanstveniki s Harvarda snujejo novo generacijo napihljivih struktur, zgledujejo se po origamijih.
Napihljive strukture najdemo povsod. Uporablja jih tako vojska kot zdravniško osebje na terenu, gospodarski expo-ji in olimpijski bazen v Žusterni. Prednost teh struktur pred klasično gradnjo je, da so lahke, hitro postavljene in premične. V principu so sestavljene iz dveh membran, ki tvorita steno, med njima pa moramo ohranjati visok zračni pritisk, ki stvar drži pokonci. Zato morajo biti današnje napihljive konstrukcije ves čas priklopljene na zračno tlačilko, kompresor, ki zagotavlja dovolj velik zračni tlak. Kaj pa se zgodi ko pritisk popusti? Kot vsak drug balon, se tudi ta sesede nazaj v svoj nevtralni položaj – na tla. Izkušnja je lahko tudi boleča, kot na primer incident na Tour de France leta 2016, v katerem se je porušil napihljiv portal in poškodoval enega izmed tekmovalcev ter prekinil tekmo.
Napihljive zgradbe, ki se ne podero
Podobnim nesrečam se poskušajo Harvardski znanstveniki izogniti z novim principom gradnje napihljivih struktur. Za razliko od prejšnjih monostabilnih (katerih stabilno stanje je le na tleh, pokonci pa jih drži razlika v pritisku med stenami in zunanjim ozračjem) je njihov model bistabilen. Taka konstrukcija ima dve stabilni stanji – enega na tleh in drugega, ko je popolnoma razpet. Take strukture ne bi potrebovale stalnega dotoka zraka in bi stale tako rekoč same od sebe.
Navdihnila jih je zanimiva fizika origamijev. Bolj natančno, uporaba geometrijskih principov za zagotavljanje stabilnosti in trdnosti zloženke – origamija. Kot je povedal Benjamin Gorissen, soavtor končnega poročila: »Zanašamo se na geometrijske implikacije sile in ne toliko na moč materialov. Te strukture bi lahko gradili skoraj iz česarkoli, tudi poceni recikliranih materialov.« Svoj prototip so zgradili iz trikotnih plastičnih plošč in potrdili teorijo o stabilnost tega novega načina izdelave napihljivih struktur.
Možnosti uporabe
Bistabilne napihljive strukture bi lahko v primeru naravnih nesreč naložili na tovornjak in jih prepeljali do žarišča ter v le nekaj urah postavili osnovno infrastrukturo za pomoč ljudem in njihovo nastanitev po nesreči. In vse to z le eno tlačilko, saj ko so ti »origami baloni« napihnjeni, več ne potrebujejo dotoka zraka kot standardni modeli napihljivih struktur. Uporabnost tega izuma pa se ne omejuje le na naš planet. Že od šestdesetih prejšnjega stoletja med znanstveniki krožijo ideje o uporabi napihljivih struktur za vesoljske habitate, leta 2016 pa je Mednarodna vesoljska postaja otvorila napihljivi habitat BEAM (Bigelow Expandable Activity Module). Morda pa v prihodnosti vidimo baze na Marsu ali Luni v origami stilu.
Celotna raziskava je bila objavljena v reviji Nature in je brezplačno dostopna za študente.
Viri:
- https://www.sciencedaily.com/releases/2021/04/210421124627.htm
- https://www.nature.com/articles/s41586-021-03407-4
- https://en.wikipedia.org/wiki/Inflatable_space_habitat
Novinar
