Ученые из Южной Кореи разработали технологию 4D-печати, позволяющую перерабатывать промышленные отходы серы в материалы для создания мягких роботов. Эти устройства способны автономно передвигаться под воздействием тепла, света и магнитных полей, а после использования могут быть полностью переработаны в новый материал без потери свойств.
Ежегодно в процессе нефтепереработки образуются миллионы тонн серы, большая часть которой отправляется на хранение или в отходы. Ученые синтезировали на ее основе новый класс полимеров — поли(фениленполисульфидные) сети, которые обладают памятью формы. В отличие от статичных объектов 3D-печати, 4D-технология позволяет создавать структуры, способные изменять форму под воздействием внешних факторов, таких как тепло или свет.
Для придания роботам подвижности исследователи добавили в состав материала 20% магнитных частиц. В результате были созданы миниатюрные устройства размером менее половины дюйма, которые могут автономно перемещаться под действием магнитного поля, не нуждаясь в двигателях или механических деталях.
Еще одной особенностью технологии стал метод соединения компонентов. Под воздействием ближнего инфракрасного лазера в течение восьми секунд происходит химическая сварка: серные связи в материале временно разрываются и восстанавливаются, что позволяет сплавлять детали без использования клея. Для демонстрации возможностей метода команда создала модульные конструкции, включая миниатюрную копию храма Саграда Фамилия и модель стадиона с раздвижной крышей.
Разработанный материал полностью пригоден для вторичной переработки. После окончания срока службы изделие можно переплавить и использовать повторно без потери качества, что обеспечивает замкнутый цикл производства. Как отметили разработчики, это первый пример переработки серных отходов в материалы для робототехники. Технология может найти применение в мягкой робототехнике, медицине и автоматизации.
Читайте также: «В мире создан самый мощный суперкомпьютер с ИИ для термоядерной энергетики».