Новая технология 4D-печати: предметы меняют форму при нагревании (+ видео)

Значительная часть исследований по 4D-печати связана с использованием мягких гидрогелей, но этим материалам сложно удерживать форму после трансформации. Ученые из Технологического института Джорджии, Сингапурского университета технологий и дизайна и Университета Сиань-Цзяотун в Китае представили метод 3D-печати, позволяющий готовым предметам изменять форму под воздействием тепла и сохранять ее.

Процесс 4D-печати заключается в 3D-печати слоев из полимеров с «памятью», где каждый слой запрограммирован реагировать иначе под воздействием тепла. Эти материалы способны «запоминать» оригинальную форму и изменяться при нагревании. По словам ученых, новый метод позволяет значительно упростить 4D-печать и увеличить ее потенциал, поскольку стадия механического программирования проходит уже в процессе 3D-печати. Такой подход подразумевает изготовление высококачественных деталей с помощью компьютерной симуляции, 3D-печати и преобразования в постоянную новую форму при нагревании.

Для демонстрации возможностей новой технологии исследователи создали несколько объектов, среди которых достаточно сложный цветок – его лепестки сокращаются и сжимаются при контакте с горячей водой, а также решетчатая конструкция, способная увеличиваться почти в восемь раз, будучи погруженной в горячую воду. Технология все еще находится на ранней стадии развития, но ее потенциально можно будет применить в разных сферах. Например, 4D-печать можно использовать для создания компактных предметов, которые будут разворачиваться и увеличиваться при необходимости. Ученые отмечают, что, весьма вероятно, однажды станет возможным запрограммировать реакцию предметов на разные стимулы, такие как свет и даже электричество.