Новый подход в 4D-печати. Ученые использовали серу для создания самодвижущихся мягких роботов

Исследовательская группа под руководством Ким Донг-кюна из Корейского исследовательского института химических технологий в сотрудничестве с профессорами Ви Джон-джэ из Университета Ханьян и Ким Ён-сок из Университета Седжон создала полимер на основе серы, способный формировать сложные структуры, изменяющие форму.

Использование пластика на основе серы в 4D-печати было ограничено из-за сложности придания материалу сложных структур.

Исследовательская группа преодолела эту проблему, разработав полимер на основе серы с рыхлой внутренней структурой, что позволяет легко печатать сложные формы. Тщательно контролируя содержание серы и внутреннюю структуру, команда разработала «материал с памятью формы», способный изменять форму в ответ на такие стимулы, как тепло или свет.

Технология позволяет создавать то, что учёные называют 4D-печатью — создание структур, которые могут трансформироваться со временем без внешних механических устройств.

Команда также продемонстрировала метод лазерной сварки, который может «сваривать» напечатанные детали вместе примерно за восемь секунд, разрывая и вновь соединяя молекулярные связи внутри материала. Это позволяет собирать сложные структуры без использования клеящих веществ.

В другой демонстрации исследователи создали крошечного мягкого робота размером менее одного сантиметра, смешав 20 процентов железного порошка с полимером на основе серы. Свойства «памяти формы» материала в сочетании с его магнитной восприимчивостью позволяют роботу выполнять контролируемые действия, следуя за движением магнита, без встроенного источника питания.

Напечатанные структуры также можно полностью расплавить и повторно использовать в качестве сырья.