Ученые Принстонского университета разработали метод 3D-печати, позволяющий создавать мягкие перерабатываемые пластики с программируемой гибкостью и прочностью. Работа опубликована в журнале Advanced Functional Materials (AFM).
Метод использует термопластичные эластомеры — широко доступные полимеры, которые позволяют проектировать материалы с заданными механическими свойствами. Ключевой элемент технологии — внутренние наноструктуры. Исследователи использовали блочные сополимеры, которые формируют жесткие цилиндры толщиной всего пять–семь нанометров внутри мягкой полимерной матрицы.
Изменяя направление этих цилиндров при печати, можно создавать пластики с программируемыми свойствами. К примеру, ученым уже удалось создать материал, который растягивается в одном направлении, оставаясь жестким в другом.
«Мы можем настраивать свойства материалов в различных направлениях, что открывает огромные возможности для разработки,» — отметила доктор Эмили Дэвидсон, руководитель проекта.
Материалы на основе пластика можно разрезать любым образом, а затем восстановить путем термической обработки. Это позволяет использовать изделия из них многократно. Также, в отличие от дорогих аналогов, которые требуют сложной обработки, термопластичные эластомеры стоят около одного рубля за грамм и могут быть напечатаны на любом 3D-принтере.
Исследователи уже экспериментируют с добавками, придающими пластику дополнительные свойства. Например, они добавили органическую молекулу, благодаря которой материал светится красным после воздействия УФ-лучей.
«Мы создали недорогую и универсальную технологию, способную изменить множество отраслей», — добавила Дэвидсон.
Следующим этапом станет разработка архитектур, подходящих для носимых электроустройств и биомедицинских применений.
Ранее ученые создали электронные устройства, работающие от тепла человеческого тела.
