Исследователи впервые использовали метод стереолитографии для полимеров с памятью формы

Говоря об отраслях, в которых SMP практически не применяются, можно выделить гибкую электронику – это связано с несоответствием методов обработки. Группа исследователей из Центра прикладной химии Касали при Еврейском университете в Иерусалиме сейчас работает над использованием SMP в гибкой электронике с помощью 3D-печати.

Мэтт Зарек, Майкл Лайани, Идо Куперштейн, Эла Сахьяни, Дэниэл Коэн и Шломо Магдасси впервые использовали 3D-принтер, работающий по технологии стереолитографии, для печати полимерами, «запоминающими» форму. До сегодняшнего дня 4D-печать использовалась в принтерах с экструдерами или в устройствах, работающих по технологии multi-jet. Исследователям из Центра Касали удалось использовать 3D-принтер Asiga Pico Plus39 для печати из SMP с более высоким разрешением, чем на привычных принтерах.

В ходе исследования был разработан процесс, который позволил ученым создать конструкцию, которая меняла свою форму полностью, а не только отдельные ее части. Они создали нагреваемый поддон со смолой, в который платформа принтера Asiga опускалась перед печатью каждого уровня. Подвергая каждый слой ультрафиолетовому излучению на дне поддона, исследователи сумели предотвратить молекулярное кислородное ингибирование. Для печати базовых моделей – птицы, Эйфелевой башни, сосудистого стенда – разработчики использовали STL-файлы, находящиеся в открытом доступе.

При комнатной температуре модели были твердыми и напоминали по консистенции воск, однако под воздействием температуры, превышающей точку плавления, они стали податливыми. После того как исследователи изменили форму моделей, они закрепили новое состояние, остудив объекты. При повторном нагревании в ход вступает механизм «памяти» и модели возвращаются в исходную форму.

Для того чтобы показать применение разработанной технологии в гибкой электронике, SMP был интегрирован в проводящие материалы, которые должны были стать подвижными. Плоскую схему из SMP, напечатанную из проводящих серебряных наночернил, можно открыть и закрыть, воздействуя на нее напряжением, которое приводит схему в движение.

«Такие интерактивные объекты могут использоваться для создания мягких роботов, минимально инвазивного медицинского оборудования, сенсоров и электроники для ношения на теле, – говорят исследователи. – Использование 3D-принтеров позволяет обойти ограничения, свойственные реактопластам, и создать объекты сложной формы, которые не так просто изготовить другими методами».