Природата често демонстрира извонредна генијалност во дизајнот на материјалите, каде што структурата ја диктира функцијата. Такви примерите се цврстината на бамбусот и живописната боја во крилјата на пеперутката. Овие својства произлегуваат од хиерархиски, самосклопени структури.
Сепак, синтетичките материјали ретко го постигнуваат ова ниво на структурна софистицираност – особено кај меките материјали. Неодамнешниот напредок во 3D печатењето, особено пишувањето директно со мастило со висока работна температура (HOT-DIW), сега се подготвени да го променат тоа.
Имено, стражувачи од Универзитетот Принстон развија скалабилна техника за 3Д печатење за да создадат мека пластика што може да се прилагоди и може да се рециклира. Објавена во списанието Advanced Functional Materials, оваа иновација користи термопластични еластомери (TPEs), класа на широко достапни, наноструктурирани полимери, за производство на материјали со програмабилни механички својства.
Емили Дејвидсон, асистент професор по хемиски и биолошки инженеринг, објасни: „Можеме да создадеме материјали кои имаат приспособливи својства во различни насоки“. Овој пробив им овозможува на инженерите да печатат уреди што се тегнат и се виткаат во одредени насоки, додека ја одржуваат цврстината во други. Пристапот има трансформативен потенцијал за примена во мека роботика, медицински помагала и атлетска опрема со високи перформанси.
Тајната лежи во уникатната молекуларна архитектура на TPE. Овие блок кополимери се состојат од цврсти цилиндрични структури вградени во флексибилна полимерна матрица. Со дебелина од само 5-7 нанометри, овие цилиндри се ориентирани за време на процесот на печатење, создавајќи материјал кој е цврст во една насока, а мек во други. Оваа контрола на насоката им овозможува на инженерите да дизајнираат производи со специфични механички реакции во различни региони.
Со внимателно избирање на параметрите за печатење тимот постигнал висока структурна и механичка анизотропија – до 85 пати разлика во модулот на истегнување помеѓу порамнетите и неусогласените насоки.
(The Brighter Side)
(фото: Pexels)
