تولید ماده "چهار بعدی" با قابلیت تغییر شکل در آب داغ

محققان دانشگاه ولونگونگ استرالیا نوعی هیدروژل سازگار چاپی سه‌بعدی تولید کرده‌اند که از لحاظ مکانیکی سخت بوده و قادر است در واکنش به دمای آب به طور مکرر تغییر شکل دهد.

به گزارش بولتن نیوز، این ماده را می‌توان برای ساخت ربات نرم، حسگرهای سفارشی و ماکروسازه‌های خود مونتاژشونده استفاده کرد.

هدف از "چاپ چهاربعدی" اضافه‌کردن بعد زمان به تولید است و ایده موجود، خلق اشیای سه‌بعدی با استفاده از موادی خاص است که در مقابل فشار، آب و گرما حساس بوده و می‌توانند به شیوه‌هایی خاص و هدفمند و در واکنش به شرایط محیط تغییر شکل دهند. در تعدادی از این موارد، اجسام می‌توانند به شکل اولیه خود بازگردند.

دانشمندان استرالیایی به تازگی هیدروژل ویژه‌ای را تولید کردند که در جهت‌های مختلف عمل می‌کند و تغییرات مکانیکی سریع و قابل‌معکوسی را در واکنش به تغییرات دمای آب ایجاد می‌کند.

این هیدروژل از نوعی ژل یونی سخت ICE به عنوان ماده فعال و با غلظت 20 درصد استفاده می‌کند. ژل‌های ICE حاوی دو شبکه پلیمری هستند که به پیوندهای شیمیایی کووالانسی و یونی متکی‌اند. این ساختار بی‌نظیر، ماده را سخت می‌کند و مانع از بروز ترک‌های میکروسکوپی می‌شود.

این ژل فراتر از دمای 35 درجه سانتیگراد بخشی از محتوای آب خود را از دست می‌دهد و حجم آن تا 50 درصد کاهش می‌یابد. دانشمندان از این پدیده برای چاپ‌سه‌بعدی یک دریچه استفاده کردند که با قرارگرفتن در معرض آب، بسته می‌شود، مانع جریان‌یافتن 99 درصد آب شده و سپس با افت حرارت، باز می‌شود.

برخلاف ماده چاپ سه‌بعدی استاندارد، این ژل بدون مداخله انسانی می‌تواند به طور مکرر باز و بسته شود.

جزئیات این دستاورد علمی در مجله Macromolecular Rapid Communications منتشر شد.