Опытный экструзионный 3D-принтер способен печатать сразу несколькими материалами, закручивая укладываемые нити в спирали. Исследователи проводят параллель с животными белками, образующими спирали и обеспечивающими возможность мышечного сокращения. Растения тоже изменяют форму с помощью спиральных структур, но уже волокон целлюлозы. Научная команда поставила перед собой задачу имитировать эти процессы с помощью искусственных «программируемых» структур с регулируемым составом, строением и свойствами.
В головку 3D-принтера подаются разные материалы из четырех картриджей. Затем материалы закручиваются, но не смешиваются, поэтому на выходе получается нить со спиральной структурой.
В одном из примеров команда получила искусственные мышцы в форме спиральных диэлектрических эластомеров, способных сокращаться под воздействием электрических разрядов. Переплетающиеся спирали образуются электродами, заключенными в мягкую эластомерную матрицу. Степень мышечного сокращения можно регулировать плотностью витков. Другой пример — структуры с варьируемой жесткостью, получаемые интеграцией жестких, упругих спиралей в мягкую матрицу подобно матрасам с пружинами.
Доклад научной команды опубликован в журнале Nature.
Будьте в курсе в удобном формате, присоединяйтесь: TG-канал и ВК
Бесплатная служба распространения новостей для научных организаций и стартапов
hello@technovery.com