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

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
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
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

Ледниковый период мог начаться 2000 лет назад, но потепление его остановило

Около 2000 лет назад ледяная шапка на острове Баффин начала расти, будто к Земле возвращался ледниковый период. В 1960-х её остановило потепление. Что нашли учёные.

Обзор зарядного устройства Anker Prime 160W (A2687): три порта, экран и тест на грани возможностей

Anker Prime 160W (модель A2687) позиционируется как компактное сетевое зарядное устройство для тех, кто заряжает от одной розетки ноутбук, планшет и телефон. Три порта USB-C с общей мощностью 160...

✦ ИИ  Как газета убедила читателей в существовании крылатых жителей Луны

В 1835 году читателям нью-йоркской газеты The Sun сообщили, что на Луне обнаружена жизнь. Причём не скромная плесень где-нибудь под камнем: в рассказе появились леса, необычные животные и крылатые...

Обзор измельчителя пищевых отходов Bort TITAN 7000

Наверное, каждый сталкивался с этой проблемой: вроде бы только вынес мусор, а на кухне уже появляется неприятный запах. Особенно если в раковине забилось ситечко, а в ведре киснут очистки от...

Как в 1930-х музыку печатали на газетных страницах и слушали без иглы

В одном из выпусков парижской Le Journal целую страницу заняли ряды узких полос с неровными чёрными краями. Это была запись танго «Bésame otra vez» в исполнении Освальдо Фреседо и его оркестра....

Бюджетный смартфон, в котором оказалось всё, что мне нужно. Обзор Motorola G100 Pro

Ёмкий аккумулятор, максимальная влагозащита (IP69, погружение до 1м!), яркий AMOLED экран и 1 миллион в рейтинге производительности Antutu. Вот уже два месяца как я обновил смартфон на Motorola...