Grant: Collaborative Science, Technology and Innovation Program – Ideation Fund

Responsive or smart materials are the next generation materials that have been designed to respond to an external stimulus. A few examples of these responses include shape shifting, crack healing, energy releasing, and stiffness changing. Due to such property, smart materials have a board range of possible application areas. 3D printing (3DP), also known as additive manufacturing revolutionized the manufacturing industry as complex structures can now be fabricated more rapidly and at a lower cost. By integrating the shape shifting material with the 3DP process, a “4D printing” is created as the time domain is now included in the material. Previously, NRC and UofT explored the use of shape-morphing material and developed a smart surface motivated by a need for flow control in an aircraft application. This project will explore the possibility of 4D printing implementation of the smart materials in application of smart and responsive surfaces including aircraft wings, UAVs, and extending to large-scale actuation for soft robotics systems.

Les matériaux « sensibles » ou « intelligents » font partie des matériaux de prochaine génération conçus pour répondre à un stimulus externe. La réponse peut se traduire par une modification de la forme, la réparation de fissures, la libération d’énergie ou une modification de la rigidité. Ces propriétés ouvrent la voie à une vaste gamme d’applications pour les matériaux intelligents. L’impression 3D, aussi connue sous le nom de « fabrication additive », a révolutionné le secteur de la fabrication en permettant de fabriquer des structures complexes plus rapidement et à moindre coût. En intégrant des matériaux capables de se déformer au procédé d’impression 3D, on crée l’« impression 4D » grâce à l’ajout de la dimension temporelle dans le matériau. Ce projet consistera à explorer la possibilité de mettre en œuvre l’impression 4D de matériaux intelligents dans le cadre d’applications mettant en jeu des surfaces intelligentes et sensibles, comme celles utilisées sur les ailes d’aéronefs, pour les UAV et jusqu’à des éléments d’actionnement à grande échelle pour les systèmes de robotique souple.

In the short term, anticipated outcomes will be strengthened collaborations across industry, academia, and government to support research excellence. In the medium term, anticipated outcomes will be the development of new and potentially disruptive technologies with collaborators.

À court terme, les résultats prévus sont des collaborations renforcées dans l’ensemble de l’industrie, du milieu universitaire et du gouvernement afin d’appuyer l’excellence en recherche. À moyen terme, les résultats prévus sont le développement de technologies potentiellement perturbatrices avec des collaborateurs.

The Ideation Fund is intended to encourage, test and validate transformative research ideas generated by teams of NRC scientific personnel and external collaborators with complementary capabilities, acting as a demonstration phase for a continually-evolving suite of research and development (R&D) deliverables at the NRC. The fund supports exploratory research through two mechanisms: the New Beginnings Initiative and the Small Teams Initiative.

Le Fonds d’idéation vise à encourager, à mettre à l’essai et à valider les idées de recherche transformatrice des équipes scientifiques du CNRC et des collaborateurs externes dotés de capacités complémentaires. Il servira ainsi de plateforme de démonstration d’une série de produits livrables en matière de recherche-développement (R-D) en constante évolution au CNRC. Le Fonds appuie la recherche exploratoire au moyen de deux mécanismes : l’Initiative « Nouveaux débuts » et l’Initiative « Petites équipes ».