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星空无限mv国产剧入选精彩电影天津大学研发革命性“自愈合、防结冰”新型无人机外壳

IT之家 7 月 29 日消息,天津大学合成生物与生物制造学院团队近期在《自然》期刊中发布论文,推出了一种革命性的“自修复无人机外壳”技术,相应外壳具备自愈合、防结冰与智能感知能力,有望从根本上解决无人机在极端环境下飞行所面临的结冰、损伤与能耗难题。 据介绍,在冬季高海拔地区飞行无人机进行“穿云”等行为时极易导致飞行器表面结冰,继而破坏气动结构,影响传感器功能,甚至导致无人机直接“炸机”,现有的无人机除冰系统大多依赖机械震动或电热装置,对续航有较大影响,且存在失效风险。 对此,研究团队提出一种新型方案,试图将无人机的外壳设计为一个集成具备主动防护、自我修复与环境监测三大核心能力的“智能系统”。 在材质方面,相应外壳引入一种柔性自愈合高分子复合材料,材料内部含有微胶囊,当外皮出现微裂纹或刮痕时,这些胶囊会自动破裂释放修复剂,迅速填补裂纹并完成聚合固化,相当于“自动缝补伤口”。 为了防止飞行时在寒冷环境下结冰,该外壳内部集成了由石墨烯或碳纳米管构成的纳米加热网,加热系统可根据实时监测结果精准控制温度,仅在可能结冰的区域启动加热,达到高效低耗的防冰效果。 此外,IT之家注意到研究人员还在外壳内设置高灵敏度柔性传感器阵列,可实时感知环境温度、湿度、气压及冰晶形成等信息,可与无人机控制单元中的机器学习算法联动,分析数据趋势,预测结构受压或结冰风险,提前触发修复或除冰机制,真正实现“飞行中自主决策”。 研究人员表示,在实验室环境中,该无人机外壳可在遭遇划伤或戳破后数分钟内完全恢复结构强度。结冰测试中,即使在强风、高湿低温等复杂环境下,也能有效维持无冰状态。 相比传统飞行器外部结构依赖外挂除冰装置或传感器,这种新型无人机外壳在“本体层级”完成感知、响应与修复,大幅减轻整机重量,提升隐身性与能效,非常契合当前军用、民用及科研无人机对“轻量化 + 智能化”发展的需求,对于长时间在海上、极地、山区等偏远地区执行任务的无人机尤为重要,存在一定商业化前景。

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? 杜永来记者 齐新春 摄
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? 王喜周记者 刘艮祥 摄
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