Растяни, согни, переработай: новый метод 3D-печати позволяет создать «чудо-пластик»

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com
| Мнение | Наука и космос

А вы когда-нибудь задумывались, что будущее пластика может оказаться не таким уж и закостенелым, каким мы его привыкли видеть? Инженеры из Принстона, кажется, именно так и решили. Они разработали метод 3D-печати, позволяющий создавать мягкие пластики, которые не просто гнутся и тянутся, но еще и поддаются переработке, оставаясь при этом доступными по цене. Звучит как фантастика, правда? Но, как говорится, «не всё то золото, что блестит», — здесь всё по-настоящему.

Секрет в наноразмерах

В чем же заключается магия этого нового материала? Всё дело, как это часто бывает, в структуре. Но не в той, которую мы видим глазами, а в той, что скрыта на уровне наночастиц. Представьте себе эластичную матрицу, в которой, словно крошечные скелеты, встроены жесткие цилиндрические структуры. Эти «скелеты» в сотни тысяч раз тоньше человеческого волоса и сделаны из особого вида полимера. И вот именно их ориентация и задает материалу его уникальные свойства.

Самовосстанавливающийся эластичный пластик, иллюстрация
Автор: ИИ Copilot Designer//DALL·E 3 Источник: www.bing.com

Позвольте пояснить: обычный пластик, как правило, имеет однородную структуру. Но принстонские инженеры научились с помощью 3D-печати выстраивать эти наноцилиндры так, чтобы пластик в одном направлении был твердым, а в другом — мягким и эластичным. Более того, они могут менять направление этих структур внутри одного и того же объекта. Вот почему мы можем получить изделие, которое будет гнуться только в одном направлении и оставаться жестким в другом. По сути, они научились программировать свойства пластика на микроскопическом уровне. Занятно, не правда ли?

Как это работает?

Но как же они этого добились? Ключ к успеху — в термопластичных эластомерах. Это такие полимеры, которые при нагревании ведут себя как пластик, а при охлаждении становятся эластичными. Помните игрушку-лизуна, которая была одновременно и тягучей, и плотной? Вот что-то вроде этого, только на молекулярном уровне.

Дело в том, что такие полимеры, будучи блок-сополимерами, ведут себя подобно маслу и воде — не смешиваются, а расслаиваются на отдельные области. В этом-то и кроется их потенциал. Ученые использовали это свойство для создания материала, в котором внутри эластичной основы находятся жесткие наноструктуры. А с помощью 3D-печати они «научили» эти наноструктуры выравниваться нужным образом.

Термический отжиг: магия тепла

Но на этом чудеса не заканчиваются. Помните старые добрые металлические изделия, которые закаляли в печи? У этого процесса есть близкий родственник и в мире полимеров — термический отжиг. Так вот, этот процесс не только улучшает свойства напечатанного пластика, но и позволяет ему самовосстанавливаться. Если вы разрежете такой пластик, а потом нагреете место разреза, материал восстановится до первоначального состояния. Это ли не настоящее чудо?

А знаете что еще? Эти материалы, в отличие от своих аналогов, довольно доступны по цене. Если жидкокристаллические эластомеры обходятся в 2,5 доллара за грамм, то принстонские термопласты — всего в один цент. Разница очевидна.

3D печать, иллюстрация
Автор: ИИ Copilot Designer//DALL·E 3 Источник: www.bing.com
От вазы до биомедицины: где это пригодится?

Представьте, что мы можем создавать мягких роботов, гибкие медицинские имплантаты или даже прочные шлемы, напечатанные на 3D-принтере. И всё это — из перерабатываемого и недорогого пластика. Инженеры уже продемонстрировали возможности своей технологии, напечатав миниатюрную вазу и даже надпись PRINCETON, где буквы изгибались под разными углами.

И это, по сути, только начало. Ученые планируют использовать новую технологию для создания носимой электроники и биомедицинских устройств.

0 комментариев

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

«Пауки-зомби» существуют: ученые нашли гриб, который меняет поведение жертвы

Истории о «зомби-грибах» обычно воспринимаются как что-то на стыке научпопа, страшилки и кликбейта. Но в случае с пауками за этим заголовком действительно стоит наука. Исследователи уже описали...

Почему Солнце «уснуло» на 70 лет: как случайный набросок Кеплера приблизил понимание самой долгой звездной аномалии

28 мая 1607 года в Праге математик и астроном Иоганн Кеплер проводил наблюдения за Солнцем. В тот день он зафиксировал на солнечном диске небольшое темное пятно. Кеплер был уверен, что...

«Синдром Наполеона»: зачем на старых фото элита прятала одну руку в сюртук

Когда мы смотрим на портрет Наполеона Бонапарта, в голове мгновенно возникает знакомый образ: невысокий человек в треуголке, рука которого спрятана за отворот сюртука. Заглянув в старые семейные...

Обзор автомагнитолы DIGMA MCP-515: популярная магнитола за недорого

Не во всех автомобилях присутствует место под 2 din головное устройство с сенсорным экраном и другими наворотами, в основном мы можем встретить посадочное место под 1 din магнитолу, которая...

Как люди попали в Южную Америку: новое исследование ставит под сомнение ключевой памятник континента

На протяжении почти пятидесяти лет археология Нового Света опиралась на один памятник. Стоянка Монте-Верде на юге Чили считалась главным и самым надежным доказательством того, что люди оказались в...