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

Как 1280 человек породили все население Земли: история изоляции гоминин, которую приняли за вымирание

Сегодня численность нашего вида превышает восемь миллиардов особей. Мы занимаем все доступные экологические ниши, контролируем ресурсы планеты и физически меняем ее ландшафт. С точки зрения...

А что, если у темной материи два состояния? Как новая гипотеза объясняет гамма-аномалию Млечного Пути

Астрофизические наблюдения показывают, что эта темная материя составляет около 85% всей материи во Вселенной. Она не излучает свет, не отражает его и не участвует в электромагнитном взаимодействии,...

Обзор проектора FlixTone D9W Ultra: справится даже днем!

Мир мультимедийных проекторов постоянно пополняется новыми моделями и относительно недавно небольшой китайский бренд FlixTone представил 3 модели: D9W Mini, D9W Ultra и D10s. Все они отличаются...

Плавающие города Филиппин: почему народ Баджо веками живет на воде и боится только пиратов

Города на воде раньше казались лишь элементом научной фантастики на страницах книг и сценариев блокбастеров. Но сейчас, со скачком технологий и поднятием уровня моря, Южная Корея официально...

Мощный, со складной трубкой и циклоном: обзор аккумуляторного пылесоса Redkey F11

На рынке устройств для уборки уже много проверенных решений. Например, для самой качественной уборки без потери мощности, должна быть реализована система циклонной фильтрации, для уборки под...

Выбираем смартфон за 10-20 тысяч рублей весной 2026 года: каждому по потребности

В сегодняшней подборке я покажу вам несколько смартфонов в ценовом диапазоне «10-20 тысяч рублей». Эти модели призваны опровергнуть стереотип о том, что в бюджетном классе сложно смартфон с...