Obiectele „Tipărite 4D” Schimbă Forma După Ce Au Fost Făcute

{h1}

Imitând modul în care orhideele, crinii de calla și alte plante se îndoaie și se răsucesc, oamenii de știință au creat structuri „imprimate 4d” care schimbă forma, despre care spun că ar putea într-o bună zi să vindece rănile și să fie folosite în instrumente chirurgicale robotizate.

Imitând modul în care orhideele, crinii de calla și alte plante se îndoaie și se răsucesc, oamenii de știință au creat structuri „imprimate 4D” care schimbă forma, despre care spun că ar putea într-o bună zi să vindece rănile și să fie folosite în instrumente chirurgicale robotizate.

În prezent, imprimarea 3D permite crearea de articole dintr-o mare varietate de materiale - plastic, ceramică, sticlă, metal și chiar ingrediente mai ciudate, cum ar fi ciocolata și celulele vii. Mașinile funcționează prin depunerea straturilor de material, la fel cum imprimantele obișnuite stabilesc cerneală - cu excepția imprimantelor 3D se pot imprima, de asemenea, straturi plate una peste alta pentru a construi obiecte 3D.

Acum, oamenii de știință spun că au dezvoltat recent metode inovatoare de imprimare 4D care implică articole de imprimare 3D care sunt concepute pentru a schimba forma după ce au fost tipărite. [Vedeți videoclipuri cu privire la modul în care funcționează aceste structuri „imprimate 4D”]

"Alte echipe active de cercetare care explorează tipărirea 4D necesită multiple materiale tipărite împreună, cu un material care rămâne rigid în timp ce altul își schimbă forma și acționează ca o balamală", a declarat autorul principal al studiului, Jennifer Lewis, un om de știință al materialelor de la Universitatea Harvard.

Cercetătorii au vrut să creeze structuri tipărite 4D care au fost create mai simplu, dintr-un fel de material în loc de mai multe. Ei au căutat inspirație din natură, privind plantele, ale căror pene, frunze și flori pot răspunde factorilor de mediu, cum ar fi lumina și atingerea. De exemplu, "pinii se pot deschide și închide în funcție de gradul lor de hidratare - cât de umede sunt", a spus Lewis pentru WordsSideKick.com.

În mod similar, "tendrilele se înfășoară pe măsură ce o parte a structurii lor devine lemnoasă și se micșorează, ceea ce duce la stresuri care determină ca structura vătămătoare să se îndoaie și să se răsucească", a declarat autorul co-senior L. Mahadevan, matematician aplicat și fizician la Universitatea Harvard, a declarat pentru Live Ştiinţă.

Structurile vegetale constau în mare parte din fibre dintr-un material cunoscut sub numele de celuloză. Lewis și colegii ei au conceput structuri tipărite 3D din fibre de celuloză rigidă încorporate într-un hidrogel moale, același fel de material din care sunt fabricate lentile de contact moi. Acest hidrogel se umflă atunci când este cufundat în apă.

Cercetătorii pot controla direcțiile în care aceste fibre sunt orientate în structurile tipărite. La rândul lor, orientările acestor fibre controlează modul în care aceste structuri se umflă atunci când sunt cufundate în apă, la fel ca modul în care fibrele de celuloză controlează modul în care plantele se flexează din cauza presiunii exercitate de fluidele din interiorul lor, au spus cercetătorii. În esență, oamenii de știință pot utiliza orientarea fibrelor de celuloză în structuri pentru a programa modul în care obiectele își schimbă forma.

Oamenii de știință au descoperit că ar putea face ca structurile pe care le-au creat să se transforme în forme de con, șa, rufă și spirală la câteva minute după ce au fost înmuiate în apă. Aveau foi plate care se îndoaie și se răsuceau în structuri 3D complexe, asemănătoare cu orhidee și crini calla.

Aceste imagini arată transformarea unei structuri compozite de hidrogel tipărit 4D după ce este scufundată în apă.

Aceste imagini arată transformarea unei structuri compozite de hidrogel tipărit 4D după ce este scufundată în apă.

"Am fost cel mai surprins de schimbările complexe de formă pe care le-am putea codifica în arhitecturile tipărite, având în vedere că am tipărit un singur material într-un proces cu un singur pas", a spus Lewis.

Cercetătorii au remarcat că pot face ca structurile lor tipărite în 4D să se comporte în moduri mai complexe, folosind hidrogeluri care reacționează la alți factori - cum ar fi lumina, căldura și aciditatea - și înlocuind fibrele de celuloză cu alte tije rigide, precum barele conductoare electric.

În viitor, structurile tip-4D, inspirate din plante, ar putea fi însămânțate cu celule vii pentru a ajuta la vindecarea rănilor sau pentru a găsi folosire în „micro-strânsoare moi pentru instrumente chirurgicale robotizate”, a spus Lewis. "O altă aplicație de interes sunt textilele inteligente, care își schimbă forma sau permeabilitatea ca răspuns la umiditate, temperatură și așa mai departe. Urmărim acum unele dintre aceste aplicații în laboratorul meu acum."

Lewis, Mahadevan și colegii lor, inginerul de materiale Sydney Gladman și fizicianul Elisabetta Matsumoto, ambele la Universitatea Harvard, și chimistul Ralph Nuzzo de la Universitatea din Illinois Urbana-Champaign, au detaliat rezultatele lor astăzi (25 ianuarie) în revista Nature Materials.

Urmați WordsSideKick.com @wordssidekick, Facebook și Google+. Articolul original despre știința în direct.






Descoperiri Științifice

Cercetare


Science News


Mai Multe Cazuri De Boală Rară „Asemănătoare Poliomielitei” Apar În Jurul Sua
Mai Multe Cazuri De Boală Rară „Asemănătoare Poliomielitei” Apar În Jurul Sua

Secret Găsit În Zborul „Semințe De Elicopter”
Secret Găsit În Zborul „Semințe De Elicopter”

Fotografii: Vierme Bristic De 50 De Milioane De Ani Arăta Ca O Perie De Bucătărie
Fotografii: Vierme Bristic De 50 De Milioane De Ani Arăta Ca O Perie De Bucătărie

Îți Poți „Accelera” Metabolismul?
Îți Poți „Accelera” Metabolismul?

Times Square Obține Panou Publicitar Cu Energie Solară
Times Square Obține Panou Publicitar Cu Energie Solară


RO.WordsSideKick.com
Toate Drepturile Rezervate!
Reproducerea Oricăror Materiale Permise Prostanovkoy Doar Link-Ul Activ La Site-Ul RO.WordsSideKick.com

© 2005–2020 RO.WordsSideKick.com