'4D Atspausdinti' Objektai Keičia Formą, Kai Jie Bus Pagaminti

{h1}

Imituodami tai, kaip orchidėjos, lelijos ir kiti augalai pasilenkia ir susisukę, mokslininkai sukūrė formą keičiančias „4d atspausdintas“ struktūras, kurios, jų teigimu, vieną dieną galėtų padėti išgydyti žaizdas ir būti naudojamos robotizuotuose chirurginiuose įrankiuose.

Imituodami tai, kaip orchidėjos, lelijos ir kiti augalai pasilenkia ir susisukę, mokslininkai sukūrė formą keičiančias „4D atspausdintas“ struktūras, kurios, jų teigimu, vieną dieną galėtų padėti išgydyti žaizdas ir būti naudojamos robotizuotuose chirurginiuose įrankiuose.

Šiais laikais 3D spausdinimas leidžia kurti daiktus iš pačių įvairiausių medžiagų - plastiko, keramikos, stiklo, metalo ir net iš svetimų ingredientų, tokių kaip šokoladas ir gyvos ląstelės. Aparatai dirba dedami medžiagos sluoksniai, kaip ir paprasti spausdintuvai išklijuoja rašalą - išskyrus tai, kad 3D spausdintuvai taip pat gali spausdinti plokščius sluoksnius vienas ant kito, kad būtų sukurti 3D objektai.

Dabar mokslininkai sako, kad neseniai sukūrė naujoviškus 4D spausdinimo metodus, apimančius 3D spausdinimo elementus, skirtus pakeisti formą po spausdinimo. [Žiūrėti vaizdo įrašą, kaip veikia šios figūrą keičiančios, „4D atspausdintos“ struktūros]

„Kitoms aktyvioms tyrimų grupėms, tiriančioms 4D spausdinimą, reikia kelių kartu atspausdintų medžiagų, kurių viena išlieka standi, o kita keičia formą ir veikia tarsi vyris“, - teigė tyrimo bendraautorė Jennifer Lewis, Harvardo universiteto medžiagų mokslininkė.

Tyrėjai norėjo sukurti 4D atspausdintas struktūras, kurios buvo kuriamos paprasčiau, iš vienos rūšies medžiagos, o ne kelių. Įkvėpimo jie ieškojo iš gamtos, žvelgdami į augalus, kurių drebulės, lapai ir žiedai gali reaguoti į tokius aplinkos veiksnius kaip šviesa ir lytėjimas. Pavyzdžiui, "pušynai gali atsidaryti ir užsidaryti priklausomai nuo jų hidratacijos laipsnio - kiek jie drėgni", - sakė Lewis „WordsSideKick.com“.

Panašiai „erškėčiai susisuka, kai jų struktūros tampa sumedėjusios ir susitraukia, o tai sukelia įtempius, kurie priverčia vyniotinę struktūrą sulenkti ir susisukti“, - „Live“ pasakojo tyrimo vyresnioji autorė L. Mahadevanas, taikytasis matematikas ir fizikas iš Harvardo universiteto. Mokslas.

Augalų struktūras daugiausia sudaro pluoštai iš medžiagos, vadinamos celiulioze. Lewis ir jos kolegos sugalvojo 3D atspausdintas struktūras iš standžių celiuliozės pluoštų, įterptų į minkštą hidrogelį, tos pačios rūšies medžiagos, iš kurios gaminami minkšti kontaktiniai lęšiai. Pamerktas į vandenį, šis hidrogelis išsipučia.

Tyrėjai gali valdyti kryptis, kuriomis šie pluoštai yra orientuoti spausdintinėse struktūrose. Savo ruožtu šių pluoštų orientacija kontroliuoja šių struktūrų išsipūtimą panardinant į vandenį, panašiai kaip tai, kaip celiuliozės pluoštai kontroliuoja augalų lankstumą dėl jų viduje esančių skysčių daromo spaudimo, teigė tyrėjai. Iš esmės mokslininkai gali naudoti celiuliozės pluošto orientaciją struktūrose, kad suprogramuotų, kaip objektai keičia formą.

Mokslininkai išsiaiškino, kad jų sukurtos struktūros gali pasisukti į kūgio, balno, raukšlės ir spiralės formas, kai jos mirkomos vandenyje. Jie turėjo plokščius lakštus, sulenktus ir susuktus į sudėtingas 3D struktūras, primenančias orchidėjas ir kalla lelijas.

Šie vaizdai parodo 4D atspausdinto hidrogelio kompozicinės struktūros virsmą po panardinimo į vandenį.

Šie vaizdai parodo 4D atspausdinto hidrogelio kompozicinės struktūros virsmą po panardinimo į vandenį.

Kreditas: Wyss institutas Harvardo universitete

„Mane labiausiai nustebino sudėtingi formos pokyčiai, kuriuos galėjome užšifruoti spausdintose architektūrose, atsižvelgiant į tai, kad spausdinome vieną medžiagą vieno žingsnio procese“, - sakė Lewis.

Tyrėjai pažymėjo, kad jie gali priversti 4D atspausdintas struktūras elgtis sudėtingesniais būdais, naudodamiesi hidrogeliais, kurie reaguoja į kitus veiksnius - pavyzdžiui, šviesą, šilumą ir rūgštingumą - ir pakeisdami celiuliozės pluoštus kitais standžiais strypais, tokiais kaip elektrai laidūs strypai.

Ateityje augalų įkvėptos 4D atspausdintos struktūros galėtų būti pasėtos gyvomis ląstelėmis, kurios padėtų išgydyti žaizdas, arba jas būtų galima rasti „minkštuose robotinių chirurginių įrankių mikrogriebtuvuose“, sakė Lewisas. "Kitas susidomėjimo būdas yra intelektualioji tekstilė, kuri keičia formą ar pralaidumą reaguodama į drėgmę, temperatūrą ir panašiai. Dabar kai kuriuos iš šių taikymo būdų vykdome savo laboratorijoje."

Lewisas, Mahadevanas ir jų kolegos, medžiagų inžinierius Sydney Gladmanas ir fizikė Elisabetta Matsumoto, abu Harvardo universitete, ir chemikas Ralph Nuzzo Ilinojaus universiteto Urbana-Champaign universitete išsamiai aprašė savo išvadas internete (sausio 25 d.) Žurnale „Nature Materials“.

Stebėkite „WordsSideKick.com @wordssidekick“, „Facebook“ ir „Google+“. Originalus straipsnis apie gyvą mokslą.


Vaizdo Papildas: .




Tyrimas


Kaip Veikia Viešųjų Paminklų Pašalinimas
Kaip Veikia Viešųjų Paminklų Pašalinimas

Ar Gali Saulės Šviesą Atspindintys Debesys Sustabdyti Uraganus?
Ar Gali Saulės Šviesą Atspindintys Debesys Sustabdyti Uraganus?

Mokslas Naujienos


Neaktyvūs Narkotikų Ingredientai Gali Būti Mažiau Neaktyvūs, Nei Jūs Manote
Neaktyvūs Narkotikų Ingredientai Gali Būti Mažiau Neaktyvūs, Nei Jūs Manote

Senėjimas Gali Būti Grįžtamas: Tyrėjai Atjaunina Vyresnio Amžiaus Peles
Senėjimas Gali Būti Grįžtamas: Tyrėjai Atjaunina Vyresnio Amžiaus Peles

Nepastovus Širdies Plakimas Gali Išaiškinti Ankstyvą Demenciją
Nepastovus Širdies Plakimas Gali Išaiškinti Ankstyvą Demenciją

Kas Tikrai Motyvuoja Spermą
Kas Tikrai Motyvuoja Spermą

Senovės Keltų Princo Kapavietė Ir Vežimas Be Apimties
Senovės Keltų Princo Kapavietė Ir Vežimas Be Apimties


LT.WordsSideKick.com
Visos Teisės Saugomos!
Dauginti Jokių Medžiagų Leidžiama Tik Prostanovkoy Aktyvią Nuorodą Į Svetainę LT.WordsSideKick.com

© 2005–2020 LT.WordsSideKick.com