توسعه چاپ ۴ بعدی ساختارهای کامپوزیتی هیدروژلی

اخبار پلیمری
Print Friendly

به گزارش مرجع پلیمر در بازار ایران (پلیم پارت)، گروهی از دانشمندان هاروارد به فناوری توسعه چاپ ۴ بعدی با استفاده از زمان به عنوان بعد چهارم دست پیدا کرده‌اند. در واقع آن‌ها موفق به چاپ ۴ بعدی کامپوزیت‌های هیدروژلی هنگام تغییر شکل پس از غوطه ور سازی در آب شده‌اند.

4d-print-01

دانشمندان با الهام از توانایی اصلی گیاهان در تغییر شکل خود در مرور زمان و پاسخ دادن به محرک‌های محیطی مانند دما و رطوبت موفق به توسعه این روش شده‌اند. کامپوزیت‌های هیدروژلی از فیبرهای سلولزی بدست آمده از چوب ساخته شده‌اند. الیاف سلولزی می‌تواند با پرکننده‌های رسانا و دیگر پرکننده‌های ناهمسانگرد جایگزین شود.

آن‌ها تنها با یک مرحله پرینت به ماده ژل مانندی رسیده‌اند که در محیط داخل آب تغییر شکل می‌دهد. از جمله کاربردهای این مواد در مهندسی بافت، الکترونیک‌های نرم، منسوجات هوشمند و دستگاه‌های زیست پزشکی می‌باشد.

4d-print-02

در واقع قبل از عملیات چاپ با انتخاب نحوه ی چیدمان فیبرهای سلولزی مشخص می‌شود که جسم نهایی که در داخل آب تغیر شکل می‌دهد به چه شکلی درآید. در طول چیدمان سلول ها چاپگر جوهر مخصوص مربوط به چاپ هیدروژل مورد نظر را برای درجه سختی در نقاط مختلف جسم نهایی و میزان تورم هر نقطه، به صورت سلولی، کد گذاری می‌کند.

در واقع استحکام بالای مواد سلولزی باعث می‌شود به صورت صحیح بتوان نحوه تشکیل جسم را زمانی که در داخل آب غوطه ور می‌شود را پیش بینی کرده و تغییر داده شود. با توجه به این قابلیت یک مدل ریاضی قابل پیش بینی ارائه شد که توسط آن می‌توان ماده مورد نظر را برنامه ریزی کرد تا بعد از اینکه در داخل آب قرار گرفت به آن شکلی که در نظر گرفته شده است در بیاید.

4d-print-03

نکته ی قابل توجه در مورد پیشرفت ایجاد شده در زمینه چاپ ۴ بعدی این است که بتوان مواد و اجسام را به شکل دلخواه تولید کرد که هر کدام از آنها ویژگی ها، ساختار ها و البته کاربرد های متنوعی خواهند داشت.

نتایج این تحقیقات در مجله Nature Materials منتشر شده است.

دانلود کامل مقاله

 

2
telegram.png

نظر بگذارید