Metavoxel crea materiales de alto rendimiento al imitar la arquitectura celular abierta del hueso, la madera y las esponjas.

Beneficios

  • Propiedades físicas mejoradas de los materiales.
  • Reducción del uso de recursos materiales.
  • Gama ampliada de características físicas potenciales para un material
  • Mayor utilidad de los materiales sostenibles

Aplicaciones

  • Arquitectura
  • Infraestructura
  • Diseño de vehículos

El Desafío

Los humanos usamos alrededor de 100 mil millones de toneladas de material por año para hacer todo en nuestro entorno construido. Esto produce alrededor del 25 por ciento de las emisiones globales de gases de efecto invernadero, y un tercio de este material termina como desecho.

¿Podemos encontrar una manera de construir con materiales que logren las mismas propiedades físicas utilizando muchos menos recursos?

 

 

Detalles de la innovación

Los ingenieros de Metavoxel Technologies han diseñado elementos de construcción simples del tamaño de una tarjeta de crédito que pueden ser producidos en masa y ensamblados por robótica de alta velocidad en bloques de construcción celulares tridimensionales. Cuando se conectan entre sí, forman "metamateriales" que exhiben propiedades que las materias primas mismas no poseen.

 

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Diferentes formas iniciales imparten diferentes propiedades al metamaterial. Los cuadrados simples y abiertos dan fuerza y ​​estructura. Agregue una curva de acordeón en cada lado, y esa pequeña cantidad de elasticidad se multiplica muchas veces para crear un material blando hecho de una materia mucho más rígida.

Con este enfoque revolucionario, se pueden diseñar nuevos metamateriales para que tengan propiedades únicas y personalizables determinadas por otras geometrías celulares. Y se pueden producir a partir de una variedad de materiales, que incluyen madera y biocompuestos, para fabricar materiales de construcción resistentes pero ultraligeros para edificios, puentes, muebles, vehículos y más.

Los metamateriales también necesitan menos materias primas, por lo que pueden reducir drásticamente la cantidad de recursos que se extraen de la Tierra.

Differently shaped flat components are shown to assemble into 3-D shapes with various characteristics
Imagen: Biomimicry Institute / Copyright © - Todos los derechos reservados

Diferentes formas iniciales imparten diferentes propiedades al metamaterial. Los cuadrados simples y abiertos dan fuerza y ​​estructura. Agregue una curva de acordeón en cada lado, y esa pequeña cantidad de elasticidad se multiplica muchas veces para crear un material blando hecho de una materia mucho más rígida.

Modelo biologico

Durante miles de millones de años, la evolución perfecciona la arquitectura no solo de las estructuras a gran escala dentro de los organismos, sino también de los componentes básicos microscópicos de esas estructuras mismas.

Tomemos, por ejemplo, la esponja de aguas profundas llamada canasta de flores de Venus. Su esqueleto es un tubo hecho de vidrio, pero en lugar de ser sólido, está construido a partir de puntales verticales, horizontales y diagonales en forma de hilo.

La arquitectura celular abierta del esqueleto le permite comprimirse, doblarse y estirarse en formas que el vidrio sólido nunca podría. Lo mismo ocurre con el hueso y la madera. Este sistema estructural permite a los organismos utilizar una cantidad mínima de material para lograr el máximo rendimiento.

Ray of Hope Prize®

La Ray of Hope Prize celebra las soluciones inspiradas en la naturaleza que abordan los mayores desafíos ambientales y de sostenibilidad del mundo. Creado en honor a Ray C. Anderson, fundador de Interface, Inc. y líder empresarial y de sustentabilidad, el premio de $100,000 Ray of Hope Prize ayuda a las empresas emergentes a cruzar un umbral crítico para convertirse en negocios viables al ampliar sus historias y proporcionarles financiamiento sin capital. El premio arroja luz sobre las soluciones innovadoras inspiradas en la naturaleza que necesitamos para construir un mundo sostenible y resistente. Metavoxel fue seleccionado como finalista para el 2022 Ray of Hope Prize.