4D-печатные материалы могут быть жесткими как древесина или мягкими как губка

Инженеры создали новый класс легких 4D-печатных материалов, которые с течением времени могут менять свою форму и жесткость в зависимости от условий окружающей среды.

Технологии аддитивного производства позволяют превращать цифровые чертежи в физические объекты, формируя их слой за слоем. 4D-печать основана на тех же принципах, но в ней при создании объектов используются специальные материалы со сложным дизайном, которые затем могут изменять свои характеристики под действием различных внешних факторов, таких как температура, магнитное поле. Четвертым измерением выступает время, которое позволяет им принимать новую форму.

Команда инженеров из Университета Рутгерса разработала новый класс пластмассовых метаматериалов, которые можно «настраивать» с помощью тепла, поэтому они могут быть твердыми, сопротивляясь давлению как древесина, или становиться мягкими, как губка, чтобы поглощать удары. При изменении температуры в диапазоне от 22 до 90 °C показатель жесткости изменяется более чем в 100 раз

Материалы могут быть временно преобразованы в любую деформированную форму, а затем возвращены к первоначальной по требованию при нагревании.

Ученые утверждают, что такие метаматериалы можно использовать при создании легких космических конструкций, которые складываются в процессе запуска и преобразуются в открытом пространстве в более крупные. Она также говорят о крыльях самолетов или беспилотников, изменяющих при необходимости свои характеристики, гибкой робототехнике и крошечных имплантируемых биомедицинских устройствах.

Другим примером материала будущего является разработка ученых из Саарского университета, представивших технологию производства сверхлегких и очень прочных металлических пенопластов.