Новая технология 4D-печати позволяет готовым объектам менять свою форму

В рамках использования технологии 3D-печати люди уже научились заранее определять длину, ширину и глубину объекта, который они собираются создать. Однако благодаря исследованиям научных сотрудников Университета Колорадо, что в городе Боулдер, у людей появилась возможность заранее определять четвертый показатель еще не созданного предмета — время. И нет, речь идет не о времени, которое требуется для создания 3D-объекта. Речь идет о возможность печатания 3D-объектов, которые со временем могут изменять свою форму.

Группа ученых под руководством профессора Х. Джерри Ки придумала процесс «четырехмерной печати», при котором в нужных ключевых местах печатного объекта используются специальные полимерные нити, обладающие памятью формы. Благодаря грамотному выбору места расположения этих нитей, объект можно будет наделить возможностью скручиваться, растягиваться или скомкиваться при воздействии на него определенных стимулирующих веществ вроде воды, тепла или механического давления.

На самом деле подобный концепт новой печати предложил ранее в этом году Скайлар Тиббитс, стипендиат программы TED Fellows при Массачусетском технологическом институте, который придумал собственный процесс 4D-печати для создания самостоятельно собирающихся (в течение какого-то времени) объектов. Например, распечатанный на принтере куб самостоятельно собирается в объемный объект.

«Мы улучшили этот концепт благодаря созданию композитных материалов, которые могут трансформироваться в несколько различных и даже более сложных, чем изначально, форм за счет различных механических воздействий», — говорит Мартин Л. Данн из Сингапурского университета технологий и дизайна, помогавший в исследованиях профессора Ки.

Это означает, что один 4D-напечатанный объект может различными способами изменять свою форму, в зависимости от того, какой конкретно стимулирующий фактор на него влияет. На практике это позволяет, например, создать фотоэлектрическую (солнечную), изначально плоскую панель, слегка побрызгать на нее водой и свернуть ее в трубочку для более удобной транспортировки. Затем, при воздействии на нее теплом, придать ей другую нужную форму для более оптимального сбора солнечной энергии.

Результаты исследований Университета Колорадо были опубликованы в научном журнале Applied Physics Letters.