Создана технология 4D-печати роботов из отходов нефтепереработки

Исследователи из Южной Кореи разработали метод 4D-печати, позволяющий производить самоуправляемых роботов из элементарной серы — побочного продукта нефтяной промышленности. Технологию представила объединенная группа специалистов Корейского института химических технологий, университетов Ханьян и Седжон. Результаты работы опубликованы в журнале Advanced Materials.

В основе разработки лежит полимер с высоким содержанием серы, который реагирует на тепловое, световое и магнитное воздействие. Ученые создали слабо сшитую полимерную сетку, которая сохраняет текучесть для экструзионной печати и одновременно обладает свойством памяти формы. Напечатанные конструкции способны самостоятельно изменять геометрию под воздействием внешних факторов без механических приводов.

Технология предусматривает соединение отдельных элементов методом химической сварки. Воздействие лазера ближнего инфракрасного диапазона в течение восьми секунд запускает процесс временного разрушения и восстановления внутренних связей материала. Это позволяет создавать сложные составные структуры без клеевых соединений.

Добавление 20% магнитных частиц оксида железа в полимерную матрицу обеспечило создание автономных роботов размером менее одного сантиметра. Устройства перемещаются под действием внешнего магнитного поля, используя способность материала возвращаться к заданной форме. После завершения жизненного цикла напечатанные объекты полностью переплавляются и повторно используются в качестве сырья.

По данным Геологической службы США, мировая добыча серы в 2024 году составила 85 миллионов тонн. Разработанный метод открывает возможность промышленного применения этого побочного продукта в производстве функциональных материалов.