Американские ученые создали метод 3D-печати, позволяющий синтетическим материалам имитировать сложные движения природных структур, таких как виноградные лозы или хоботы слонов. Вдохновленные этими примерами, ученые разработали мягкие материалы, способные изгибаться, скручиваться и сжиматься при изменении температуры.
В отличие от стандартной линейной 3D-печати, команда применила технологию ротационной многоматериальной печати. Система использует вращающееся сопло, которое экструдирует два материала одновременно: активный (жидкокристаллический эластомер, сжимающийся при нагреве) и пассивный (мягкий эластомер, остающийся неподвижным). Вращение сопла создает спиральную внутреннюю структуру. При нагревании активный материал сжимается, преодолевая сопротивление пассивного, что приводит к заранее запрограммированному изменению формы без необходимости ручной сборки.
Полученные нити служат строительными блоками для более сложных структур, таких как термочувствительные фильтры и многозахватные манипуляторы. Движением можно управлять, меняя расположение активного эластомера: на внешней кривой — расширение, на внутренней — сжатие и захват объектов.
В настоящее время ведутся работы по миниатюризации: уже получены нити толщиной 100 микрон, и планируется дальнейшее уменьшение размера. В будущем технологию планируют интегрировать с другими материалами, например, с жидким металлом для привода. Ожидается, что разработка найдет применение в мягкой робототехнике, биомедицине и системах гашения энергии, а также для создания инжектируемых самоблокирующихся нитей.
Читайте также: «Смоделирован сценарий, способный мгновенно уничтожить Вселенную».