Австралийские учёные изобрели 4D-печать для создания изменяющихся во времени объектов

Учёные из Вуллонгонгского университета (Австралия) опубликовали научную работу по технологии четырёхмерной печати: они решили модифицировать 3D-принтеры, добавив измерение времени и позволив напечатанным продуктам изменять свои свойства под воздействием внешних факторов. Об этом сообщает агентство EurekAlert при Американской ассоциации содействию развития науки (AAAS).

Профессор Марк ин хет Панхуис и аспирант Шэннон Бакарич печатают «умный вентиль» на 4D-принтере

Работу опубликовали учёные Вуллонгонгского университета, специализирующиеся на физике полимеров и электроматериалов: Шэннон Бакарич (Shannon Bakarich), Марк ин хет Панхуис (Marc in het Panhuis), Роберт Горкин Третий (Robert Gorkin III) и Джоффри Спинкс (Geoffrey Spinks).

Под «4D-печатью» подразумевается использование не только трёх измерений для создания реальных объектов, но и фактора времени — четвёртого измерения. По замыслу инженеров, если в печатаемые объекты добавить материалы, которые могут реагировать на внешние стимуляторы — например, жару или воду — то они смогут двигаться и изменяться со временем, подобно человеческим мускулам или мастике в растениях.

Так же как и при 3D-печати, структура новых объектов создаётся слоем за слоем при помощи специальных принтеров, однако используемые материалы отличаются. Например, учёные выбрали для создания своих прототипов расходный материал из гидрогеля благодаря его способности изменять свой объём под воздействием внешних факторов.

В качестве примера учёные Вуллонгонгского университета создали «умный вентиль»: он способен автоматически закрываться, если по нему начинает течь горячая вода. По словам Панхуиса, для таких устройств не требуется дополнительная сборка по сравнению с 3D-принтерами: всё отличие заключается в используемых материалах.

[4D-печать] крута тем, что ты просто забираешь из принтера рабочее функционирующее устройство. Никакой другой сборки не требуется. Это автономный вентиль, в нём нет никаких других входных данных, кроме воды. Он закрывает сам себя, когда обнаруживает горячую воду.

Марк ин хет Панхуис, профессор

При создании «умного вентиля» учёные впервые использовали обычный принтер с четырьмя разными картриджами и твёрдые гели в качестве активирующего материала.

Как отмечают представители университета, 3D-печать стала настолько популярной, что её используют даже в голливудских блокбастерах. Например, в фильме «Мстители: Эра Альтрона» персонаж Соколиный глаз залечивает раны при помощи напечатанной на 3D-принтере ткани.