Новый материал, предназначенный для 4d-печати, изменяет свою форму под воздействием горячей воды

Исследователи из университета Вуллонгонга (University of Wollongong), Австралия, создали новый материал на базе гидрогеля, что достаточно твёрд и механически прочен, что делает его совместимым с существующими разработками трехмерной печати. Более того, объекты, напечатанные из этого материала, смогут много раз и очень скоро изменять собственную форму под действием нагретой до высокой температуры воды.

В качестве демонстрации исследователи изготовили независимый водный регулятор, но новый материал возможно использован и для изготовления мягких роботов, датчиков разных типов и самособирающихся микро- и макроструктур.

Цель так называемой «4D-печати» содержится в том, дабы снабдить создаваемые при помощи трехмерной печати объекты возможностью изменять собственную форму, физические, механические, оптические и другие свойства во времени. Эти объекты смогут реагировать на большую температуру, давление, на наличие воды и на трансформации вторых условий внешней среды. А в некоторых случаях такие объекты смогут принять собственную изначальную форму.

Примерами разработки 4D-печати являются объекты, изготовленные на трехмерном принтере, каковые изгибаются под действием тепла, возрастают в размерах при действии воды и более сложные объекты, каковые смогут самособираться в более сложные структуры под действием разных факторов.

На данный момент разработки 4D-печати еще весьма далеки от возможности их использования на практике, но разработка всегда развивается, за счет того, что технологии трехмерной печати становятся все более дешёвыми. Материалы для 4D-печати, имеющие особые составы, смогут произвести очень большие трансформации собственных форм, но как правило им для этого требуется достаточно большое количество времени.

За это время кое-какие материалы теряют механическую прочность, а трансформации форм обратимы не до самого финиша.

Осознавая недочёты существующих материалов для 4D-печати, исследователи создали материал, в котором употребляется так называемая твёрдая ионная ковалентная запутанность (tough ionic covalent entanglement, ICE). ICE-гель складывается из двух полимерных сетей, каковые связаны между собой при помощи перекрестных ионных и ковалентных химических связей. Такая структура придает материалу жесткость, мешая расширению и возникновению микротрещин при деформации материала.

Ниже точки критической температуры, которая образовывает 35 градусов по Цельсию, материал теряет солидную часть содержащейся в нем воды и сжимается в количестве примерно на 50 процентов. Именно это явление было использовано для автоматического водяного клапана, что закрывается под действием сильного потока весьма горячей воды, блокируя около 99 процентов потока. Клапан раскрывается снова, в то время, когда температура воды понижается.

Наряду с этим, все процессы происходят в естественной для материала манере, что разрешает клапану трудиться фактически не изнашивая деталей и своих узлов.

Не обращая внимания на то, что область 4D-печати находится на данный момент еще в младенческом возрасте, ее предстоящее развитие сулит огромные пользы для постройки, для техники, трудящейся в экстремальных условиях, например, в космосе.

А вдруг в будущем устройства трехмерной печати будут уменьшены до молекулярного уровня, то применение 4D-печати на таком уровне может произвести революцию в буквальном смысле этого слова в медицине, биотехнологиях и во множестве вторых областей.

Случайные записи:

• Свойства электронов могут привести к революции в компьютерных технологиях
• Мировые нанобиотехнологии в ставрополе

Матрица для изготовления копии монеты Часть 2

Похожие статьи, которые вам понравятся:

• Графен – новый материал для интегральных схем будущего

  Графен взял известность и мировое признание совсем сравнительно не так давно, в то время, когда двое ученых были удостоены Нобелевской Премии в области…

• Новый многоцветный материал для дисплеев

  Не каждый человек знает, что любуясь на переливающиеся всеми цветами крылья бабочек, он замечает необычный природный эффект: окраска как правило не…

• Обнаружен новый материал, имеющий рекордно высокую на сегодняшний день температуру плавления

  Данные исследований, совершённых исследователями из университета Брауна (Brown University), показывают на то, что у людей имеется возможность синтеза…

• Новый материал, графено-нанотрубочная пена, способен выдержать вес, в 3 тысяч раз превышающий его собственный

  Графен известен всем в большей части как первый двухмерный материал, полученный учеными. Но, его узкая плоская двухмерная структура именно и есть…