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.

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Почему формат DAT не стал массовым, хотя звучал идеально

В 1987 году Sony представила компактный цифровой формат записи звука на магнитную ленту Digital Audio Tape. Кассета размером примерно вдвое меньше обычной компакт-кассеты (около 73 x 54 x 10,5 мм)...

Мультиметр для автодиагностики FNIRSI TMP-610S: обзор осциллографа, цифрового генератора и тестера сигналов в одном корпусе

В одном корпусе осциллограф, цифровой генератор и тестер сигналов — такое устройство позволяет не только видеть статические значения амплитуды, но и анализировать форму сигналов,...

Обзор и тест мини-ПК Ninkear L20: Core Ultra 5 226V, Intel Arc 130V и локальный ИИ

Когда-то компактный компьютер приходилось выбирать по принципу «лишь бы хватило мощности для браузера и документов». Сейчас ситуация изменилась. В корпусе объёмом меньше литра уже можно...

Эта птица глотает кости целиком: как бородач умудряется их переваривать

Когда от погибшего животного остаются почти одни кости, для большинства падальщиков еда уже закончилась. Но бородач всё ещё может здесь пообедать. Эта крупная горная птица подбирает кости и глотает...

Зачем NASA отправило на орбиту серебристый шар размером с дом

В начале 1960-х спутниковая связь ещё была экспериментом. Инженерам предстояло выяснить, можно ли передавать через космос обычный телефонный разговор и какое оборудование для этого...

Зачем крекеру дырки: история и немного морской романтики

Крекеры — это лаконичный, но невероятно практичный продукт, который давно занял своё место в рационе многих людей. Их ценят за нейтральный вкус и приятную текстуру: они отлично оттеняют...