Исследователи создали 3D-печатный материал, который может менять форму при нагреве. В отличие от обычных эластомеров, где молекулы выстраиваются только в одном направлении и материал движется однотипно, новая разработка позволяет программировать два противоположных типа движения — растяжение или сжатие — в одном и том же материале.
Секрет — в жидкокристаллическом эластомере (LCE) особого типа, который печатается на 3D-принтере. Изменяя скорость печати или температуру, ученые могут управлять молекулярной ориентацией. Один и тот же материал в зависимости от условий печати либо удлиняется, либо сокращается при нагреве. Это первый случай, когда удалось переключать молекулярную структуру между двумя перпендикулярными направлениями в одном печатном материале.
Исследователи подтвердили свои результаты с помощью рентгеновского рассеяния, моделирования и тестов на текучесть материала. Они напечатали как плоские, так и объемные структуры — решетки, изогнутые формы и поверхности, меняющие свой рельеф. Материал сохранял свойства при многократных циклах нагрева и охлаждения.
Возможность программировать противоположные движения в одном материале может упростить создание мягких роботов, искусственных мышц, носимых устройств и тактильных дисплеев. Кроме того, это открывает путь к 4D-печати — когда напечатанные объекты меняют форму со временем. В ближайшие 5–10 лет такие материалы позволят создавать конструкции, которые не просто сохраняют заданную форму, а активно ее меняют и выполняют функции.
Читайте также: Марсианский метеорит возрастом 1,27 миллиарда лет нашли в Алжире