Ученые создали материал, который меняет форму под воздействием света и тепла.
Ученые из Питтсбургского университета создали гибридный материал, который меняет форму под воздействием света и тепла. Для этого исследователи соединили свойства фоточувствительных волокон и термочувствительного геля. Новый материал не просто подстраивается под окружающую среду, но и меняет свои свойства под воздействием различных стимулов. Результаты исследования были опубликованы в журнале Material Horizons.
Эта разработка открывает новые возможности в области биомиметической 4D-печати, так как новый материал одновременно обладает гибкостью и способностью трансформироваться и в то же время отличается механической прочностью.
При 4D-печати четвертое измерение — это время. Новый материал может менять свою форму уже после того, как он был напечатан. То есть, ученые как бы перехитряют время.
Чтобы создать адаптивное соединение, исследователи соединили светочувствительные волокна, покрытые хромофорами спиробензопирана (SP), с теплочувствительным гелем.
Если зафиксировать небольшой образец соединения на гладкой поверхности и посветить на него, то он будет гнуться в одну сторону. Если материал нагреть, он изогнется в другую сторону. Без фиксации материал также реагирует на стимулы. Под воздействием тепла он сжимается, как аккордеон, а при воздействии света изгибается, как гусеница.
При различном распределении спиробензопирана по волокнам, материал демонстрирует разные свойства. Ими можно управлять только с помощью света.
Биомемитические свойства нового материала помогут создать гибкие суставы, например, для пластических роботов. Такие устройства особенно необходимы для проведения хирургических манипуляций — некоторые ученые даже пытаются изобрести специальные инструменты оригинальной формы из гнущихся материалов.
Ученые из Питтсбургского университета продолжат исследовать свойства нового материала. В будущем они планируют создать модель кисти с хватательной функцией.