Технические науки

Исследователи разработали метод обратимой 4D-печати

The B1M/YouTube

Ученые из Наньянского технологического университета нашли способ 3D-печати материалов с памятью формы, которые могут самостоятельно возвращаться в исходное состояние без внешнего воздействия. О своей разработке авторы сообщили в журнале Engineering.

Технология 4D-печати — это, по сути, та же трехмерная печать, при которой создаются материалы с памятью формы и возможностью контролируемого отклика на воздействие. Объекты из таких материалов могут, например, изменять свою форму при воздействии тепла, излучения определенного диапазона или даже прикосновения человеческой руки.

Но до сих пор создать такие вещества не удавалось. Всем разработанным ранее материалам требовалось приложение механической силы извне, чтобы вернуть им первоначальную форму. Но теперь сингапурские исследователи нашли способ «штамповать» такие соединения.

Они разработали технологию обратимой 4D-печати, которая позволяет создавать объекты, изменяющие форму только под действием «нечеловеческих факторов», таких как облучение, изменение температуры или атмосферного давления. Вместо обычно используемого в экспериментах по 4D-печати гидрогеля, ученые применили два материала под названиями VeroWhitePlus и TangoBlackPlus. В отличие от гидрогеля, они более доступны, совместимы при 3D-печати и имеют сравнительно высокую механическую прочность.

В проводимых ранее экспериментах гидрогель помещали в водную среду для его набухания, чтобы вызвать у материала стресс. В новой работе исследователи использовали два эластомера, которые помещали в этиловый спирт для набухания. При нагревании такой материал может менять свою форму. После того, как этанол испаряется из эластомера, его дальнейшее нагревание приводит к возвращению материала в первоначальную форму.

«Обратимая 4D-печать сама по себе является большим достижением, но мы также нашли возможность использовать более прочный материал в этом процессе. Это позволяет нам создавать сложные структуры, которые нельзя создать с помощью предложенного ранее гидрогеля. Полагаясь на условия окружающей среды вместо генерируемых человеком импульсов, эта технология позволяет создавать устройства на совершенно новых принципах работы, которые не наносят вред экологии», — отметил один из исследователей, сотрнудник Наньянского технологического университета Чуа Чи Кай.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.