Исследователи разработали технологию производства стеклянных изделий аналогичную классическому методу оригами. Исследование представлено на весеннем заседании Американского химического общества.
Исследователи из Чжэцзянского университета представили технологию создания сложных форм из стекла или других твердых материалов с помощью техники оригами. Готовые изделия формируются из гибких листов стекла. Форму можно зафиксировать либо сохранить возможность развернуть и свернуть изделие снова.
Для производства заготовки для будущих изделий ученые смешивали наночастицы кремнезема — основного ингредиента стекла — с раствором светочувствительного жидкого полимера и других соединений. При отверждении смеси ультрафиолетовым светом образовался сшитый поликапролактоновый полимер с крошечными шариками кремнезема, взвешенными в нем.
Такой лист можно было обрабатывать с помощью традиционной техники оригами при комнатной температуре. Исследователи разрезали, складывали, скручивали и растягивали листы, чтобы сделать журавля, перо, кружевную вазу и сферу из переплетенных лент. При комнатной температуре композит достаточно хорошо сохранял свою новую форму, но его можно было разобрать обратно.
Чтобы зафиксировать новую форму, композит необходимо нагреть примерно до 130 °С в процессе обработки. Термическое воздействие перестраивает звенья между полимерными цепями, прочно фиксируя новую форму. При этом если нагреть готовое изделие до температуры свыше 600 °С, материал теряет поликапролактона и становится непрозрачным. А при увеличении температуры до 1 260 °С частицы кремнезема сплавляются вместе, а объект превращается в прозрачное стекло с гладкой, неслоистой текстурой.
Большинство трехмерных стеклянных и керамических объектов производятся с помощью формовки и выдувания. Но эти методы ограничивают возможности печати сложных форм. Это частично решается с помощью 3D-печати, но она слишком медленная, а готовые изделия имеют многослойную текстуру, которая портит внешний вид.
Исследователи полагают, что новая технология предоставит альтернативный метод для такого производства. Они работают над расширением подхода, чтобы производить с помощью не только стеклянные, но и керамические изделия.
Читать далее:
Ключевую теорию квантовой физики наконец-то доказали. Главное
Биологи узнали, как раковые клетки ускользают от иммунной системы