Инженеры университета Принстона разработали новый способ 3D-печати, который позволяет создавать мягкие пластиковые материалы с регулируемой растяжимостью и гибкостью, которые также являются перерабатываемыми и недорогими. В статье, опубликованной в журнале Advanced Functional Materials, команда под руководством Эмили Дэвидсон описала, как с помощью термопластичных эластомеров были созданы 3D-печатные структуры с изменяемой жесткостью.
Этот метод позволяет дизайнерам программировать физические свойства пластика таким образом, что материал может растягиваться и изгибаться в одном направлении, оставаясь при этом жестким в другом. Это открытие имеет большой потенциал для создания мягких роботов, медицинских устройств, протезов, а также для производства легких и прочных шлемов или индивидуальных подошв для обуви.
Ключом к успеху этого материала является его внутренняя структура. Ученые использовали блок-сополимеры, которые формируют жесткие цилиндрические структуры диаметром всего 5−7 нанометров, которые находятся в эластичной матрице. Эти цилиндры можно ориентировать в различных направлениях, что позволяет создавать материалы с разными свойствами в разных частях объекта.
Кроме того, исследователи продемонстрировали, что использование термического отжига помогает улучшить свойства материала, а также позволяет восстанавливать поврежденные изделия, возвращая им первоначальные характеристики.