/ Новости

14.04.2017

Инженеры научились программировать материалы во время 4D-печати

Инженеры из Сингапура, Китая и США разработали новую методику 4D-печати — создания объектов с «запрограммированным поведением во времени». Она основана на материалах с памятью формы, однако, в отличие от традиционных методов, не требует многостадийной закалки образцов — результат печати сразу готов к использованию. Среди возможных применений технологии авторы называют стентирование (восстановление просвета, например, в сосудах или органах). Исследование опубликовано в журнале Science Advnces.

Материалы с памятью формы обладают способностью восстанавливать свою геометрию после деформации, в ответ на нагрев. Как правило это связано с их микроструктурой. Например, сплавы с памятью формы, подобные нитинолу, состоят из отдельных вытянутых зерен, возникающих при закалке. Если закалить нитиноловую проволоку в виде спирали, а потом распрямить ее, то зерна окажутся деформированными. Нагрев позволяет зернам вернуться в недеформированную форму. 

Существуют аналогичные полимерные материалы. В отличие от сплавов они гораздо лучше предназначены для печати и прототипирования. Однако отдельная стадия закалки делает их использование неудобным. Авторы новой работы нашли способ печати полимеров с памятью формы с заранее известными термомеханическими свойствами в одну технологическую стадию. Иными словами, «программирование» формы материала в новой методике происходит в момент печати.

Инженеры использовали коммерчески доступный 3D-принтер Objet Connex. В простейших экспериментах исследователи печатали двухслойные полоски материала. Первый слой — это эластомер, полимер, способный легко растягиваться и так же легко возвращаться к исходному состоянию. Второй слой — полимер с памятью формы, гораздо более упругий при комнатной температуре. 

Если после печати поместить полоску материала в тепло, она изогнется: за это ответственно сразу несколько процессов. Поначалу слои начинают расширяться — различие коэффициентов температурного расширения приводит к напряжениям в материале, но упругость полимера с памятью формы остается достаточной, чтобы не позволить пластинке изогнуться. Затем, вблизи 45 градусов Цельсия упругость полимера начинает резко падать. Двухслойная пластинка начинает изгибаться. При достижении 60 градусов Цельсия коэффициенты температурного расширения выравниваются, изгибание прекращается. Если после этого остудить пластинку, то благодаря свойствам полимера с памятью формы, она остается в изогнутом состоянии. Интересно, что при нагреве свыше 62 градусов Цельсия материал можно «перепрограммировать» на новую форму, вручную деформировав его. 

Кривизну изгиба полосок ученые контролировали условиями печати слоя с памятью формы. Чем большее время уходило на обработку ультрафиолетом каждого 30-микронного слоя полимера, тем сильнее изгибался при нагреве материал. Чтобы программировать более сложное поведение авторы комбинировали слои в более сложные структуры. Например, периодически меняя последовательность слоев (сначала эластомер, потом полимер с памятью формы и наоборот) инженеры программировали полоску для превращения в извилистую линию или спираль. Многослойные конструкции можно было запрограммировать на десятикратное расширение с образованием «сетки», а также на формирование трехмерных «куполов». Авторы отмечают, что печать таких трехмерных объектов заняла бы на обычном 3D-принтере гораздо больше времени, чем их многослойных прообразов. 

Как отмечает независимый эксперт, Джефф Спинкс из австралийского Университета Вуллонгонга, разработку, к сожалению, нельзя использовать для «мягкой робототехники» — искусственных мускул и тому подобного. Материал необратимо фиксирует свою форму после нагрева. Однако это свойство применимо в других областях — например, с его помощью можно восстанавливать просветы в сосудах и органах. Расширение материала при этом будет происходить под действием тепла организма. 

Ранее та же группа ученых предложила другую концепцию для создания 4D-печатных материалов с эффектом памяти формы. Для этого исследователи использовали проекционную микростереолитографию, полимеризуя материал прямо в растворе мономера. 

Источник: https://nplus1.ru/news/2017/04/14/4d-printing





30.05.2045

Стать расой бессмертных – главная эволюционно-историческая задача человечества в III тысячелетии

Имея мышление бессмертных, парадигму бессмертных в качестве мировоззренческой основы, такие люди обязательно реализуют подобные технологии, и мир радикально изменится. Эволюционная ветвь гомо сапиенс в очередной раз сделает крутой вираж и вынесет человечество к невообразимым высотам, туда, где раньше парили только избранные одиночки – бессмертные и боги.

Подробнее
25.03.2017

НОВЫЙ НЕЙРОИНТЕРФЕЙС ОТ NEURABLE ПОЗВОЛЯЕТ ИГРАТЬ В SKYRIM БЕЗ ЗАДЕРЖЕК

Стартап Neurable, базирующийся в Бостоне, представил собственный интерфейс, позволяющий силой мысли кастовать заклинания в игре Skyrim. На закрытой презентации устройства создатели продемонстрировали, как пользователь гарнитуры HTC Vive с помощью размещённого на голове устройства управляет персонажем игры.

Подробнее
25.03.2017

Удаление состарившихся клеток обратило признаки старения у мышей

Модифицированный натуральный белок, синтезированный нидерландскими, австрийскими и американскими учеными, устранил токсические эффекты химиотерапии и физиологические признаки старения у мышей путем прицельного удаления состарившихся клеток.

Подробнее
24.03.2017

КОЖА ИЗ ГРАФЕНА ПОЗВОЛИТ ПРОТЕЗАМ ПЕРЕДАВАТЬ ТАКТИЛЬНЫЕ ОЩУЩЕНИЯ

Учёные из Университета Глазго сообщили, что у них получилось сделать искусственную кожу, которая может передавать тактильные ощущения и способна подпитываться солнечной энергией.

Подробнее
16.03.2017

NASA испытало компактный оригами-ровер

Лаборатория реактивного движения NASA разработала и испытала прототип колесного робота, который может частично складываться при преодолении препятствий. Подробнее с проектом оригами-ровера можно ознакомиться на сайте NASA.

Подробнее
15.03.2017

Новый ручной экзоскелет поможет хирургам проводить операции

Инновационный экзоскелет, разрабатываемый в Бристольском университете, поможет управлять роботом руками самого хирурга.

Подробнее
15.03.2017

Швейцарцы занялись разработкой съедобного робота

Исследователи из Федеральной политехнической школы в Лозанне разработали небольшие пневматические приводы, сделанные из желатин-глицеринового композиционного материала. В будущем такие приводы позволят делать съедобных роботов, например, для безболезненных гастроэнтерологических исследований.

Подробнее
28.02.2017

Boston Dynamics официально представила робота на колесах Handle

Робототехническая компания Boston Dynamics официально представила двухколесного робота Handle. Краткая информация о характеристиках робота и демонстрационная видеозапись опубликованы на YouTube.

Подробнее
23.02.2017

УЧЁНЫЕ ОРГАНИЗОВАЛИ ПЕРВЫЙ В ИСТОРИИ ПОЕДИНОК ДВУХ КВАНТОВЫХ КОМПЬЮТЕРОВ

Впервые в истории два квантовых компьютера сошлись лицом к лицу на ринге за звание чемпиона. Учёные подготовили серию экспериментов, которые должны были выявить победителя среди квантовых компьютеров, созданных стараниями инженеров Университета Мэриленда, а также компании IBM.

Подробнее
22.02.2017

Волокно «три в одном» совместило все стадии оптогенетики

Исследователи из Массачусетского технологического института разработали тонкое эластичное волокно диаметром с человеческий волос, позволяющее доставлять оптические, электрические и химические сигналы в мозг. Волокно, таким образом, представляет собой устройство «три в одном», совмещающее в себе функции сразу всех основных устройств, использующихся в оптогенетике.

Подробнее
/ мнения экспертов и членов инициативной группы
Больше мнений

Войти как пользователь:

Если вы зарегистрированы на одном из этих сайтов, вы можете пройти быструю регистрацию. Для этого выберите сайт и следуйте инструкциям.

Войти по логину 2045.ru

Email:
У Вас еще нет логина на 2045? Зарегистрируйтесь!
Уважаемый единомышленник, если вы поддерживаете цели и ценности Стратегического общественного движения «Россия 2045», регистрируйтесь на нашем портале.

Быстрая регистрация:

Если вы зарегистрированы на одном из этих сайтов, вы можете пройти быструю регистрацию. Для этого выберите сайт и следуйте инструкциям.

Регистрация

Имя:
Фамилия:
Сфера деятельности:
Email:
Пароль:
Введите код с картинки:

Показать другую картинку

Восстановить пароль

Email:

Текст:
Email для связи:
Вложение ( не более 5 Мб. ):
 
Закрыть
план работ корпорации «Бессмертие»