Версия для слабовидящих
Новая технология 4D-печати позволит создавать меняющие форму объекты Печать Email
Новости науки
27.01.2016

Сегодня трёхмерной печатью уже никого не удивишь. И пока 3D-принтеры осваивают широкого потребителя, проникая во всё новые области человеческой жизни, учёные работают над следующей ступенью – 4D. Эта технология подразумевает добавление к трёхмерной печати четвёрного измерения – времени. Другими словами, готовые изделия должны менять свою форму в зависимости от внешних условий, например, при попадании в водную среду.

До настоящего момента для достижения цели разработчики использовали комбинацию двух материалов с различными свойствами. Теперь команда исследователей из Института Висса (Wyss Institute) и Школы инженерных и прикладных наук (SEAS) решила упростить процесс и обратилась за вдохновением к растениям.

В природе состав тканей и строение органов растений, например, усиков, лепестков, листьев и других на уровне микроструктуры могут меняться в зависимости от внешних факторов, таких как влажность или температура. Благодаря этому возможно, в частности, их изгибание и скручивание.

Пытаясь подражать растениям, учёные разработали новый тип композитных гидрогелевых материалов для четырёхмерной печати. Важным их компонентом являются имеющие определённое направление волокна целлюлозы, которые напоминают волокна, присутствующие в органах растений. Для этого они смешали целлюлозные волокна из древесной пульпы с акриламидным гидрогелем.

При прохождении через сопло принтера волокна целлюлозы выстраиваются в нужном направлении, а при погружении в воду получившееся желеобразное вещество расширяется. Таким образом, конечное изделие при попадании по влажную среду может расширяться только в одном направлении.

Само по себе это свойство материала даёт лишь ограниченные возможности. Всё остальное зависит от разработанной командой математической модели, которая задаёт, каким образом объект должен быть напечатан, чтобы готовое изделие было способно к трансформациям определённого рода.

Для проверки своей модели и свойств материала исследователи изготовили две фигуры, напоминающие цветки орхидеи. Внешне все их лепестки ничем не отличались, но при попадании в воду они начинали по-разному закручиваться. Для большей эффектности в гидрогель был добавлен флуоресцентный краситель.

Новая технология четырёхмерной печати даёт массу возможностей для производства "умного" текстиля, мягкой электроники, биомедицинских устройств и многого другого, о чём авторы сообщают в пресс-релизе на сайте университета.

"Мы можем использовать всего один тип композитных чернил с одинаковым шагом и получать изделия разной формы, способные изменяться, просто варьируя исходные настройки печати, — рассказывает ведущий автор исследования Дженифер Льюис (Jennifer Lewis). — Более того, мы можем менять состав нашего материала для получения определённых свойств, например, электропроводности или биосовместимости".

Статья с результатами исследования была опубликована в журнале Nature.

Добавим, что в похожем направлении работают исследователи, создающие "микророботов" с использованием техники оригами. Ими также был разработан материал с изменяемой памятью формы.

Источник - http://www.vesti.ru/doc.html?id=2712763

 

Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта