Materiały 4D jak drewno i gąbka

Fot. Pixabay CC0

Zespół inżynierów z Rutgers University-New Brunswick stworzył materiały drukowane 4D, które mogą znaleźć zastosowanie w produkcji skrzydeł samolotu, miękkiej robotyce i urządzeń biomedycznych.

Druk 4D opiera się na technologii produkcji części z jedną, ale dość znaczącą różnicą: wykorzystuje bowiem specjalne materiały, które zmieniają kształt w zależności od warunków, takich jak np. temperatura. Czwartym wymiarem staje się czas, który pozwala materiałom przekształcić się w zupełnie inne formy.

Howon Lee, adiunkt w Katedrze Inżynierii Mechanicznej i Lotniczej, powiedział: „Wierzymy, że ta bezprecedensowa gra materiałów, mechaniki i druku 3D stworzy nową drogę do szerokiej gamy ekscytujących zastosowań, które poprawią technologię, zdrowie, bezpieczeństwo i jakość życia".

Do tej pory kształt i właściwości metamateriałów były nieodwracalne po ich wytworzeniu. Tymczasem naukowcy z Rutgers mogą dostroić materiały przypominające tworzywo sztuczne za pomocą ciepła, dzięki czemu pozostają sztywne, gdy zostaną uderzone lub też staną się miękkie jak gąbka, aby wchłonąć wstrząsy. Według nich sztywność można regulować ponad 100-krotnie w temperaturach między temperaturą pokojową a 90 stopnia Celsjusza, co pozwala na doskonałą kontrolę amortyzacji.

Tego typu materiały mogą być używane w samolotach lub skrzydłach dronów, dzięki czemu będą one w stanie zmienić kształt w celu poprawienia osiągów. Ich zastosowanie obejmuje również lekkie konstrukcje, takie jak panel słoneczny. Co więcej, niewielkich rozmiarów urządzenia wszczepiane ludziom w celu postawienia diagnozy lub leczenia mogłyby być czasowo zmiękczane w celu mniej inwazyjnych zabiegów.

(KB)