Ученые напечатали отличные искусственные мышцы, используя инновационную технологию
Хотя 3D-принтеры с несколькими материалами уже существуют, нить, которую они выдавливают, обычно состоит из одного материала — такие установки не могут печатать сразу двумя или тремя компонентами. Авторы новой работы показали технологию, которая позволяет использовать в 3D-печати сразу несколько материалов.
Искусственные мышцы
Экспериментальная установка была разработана командой исследователей из Гарвардского университета. Печатающая головка нового принтера включает в себя четыре отдельных картриджа, каждый из которых может содержать разные «чернила» (фотоотверждаемый вязкий материал для печати). Все четыре картриджа подаются в одно сопло, которое выдавливает единую нить, состоящую из непрерывных нитей всех чернил.
Поскольку сопло вращается на протяжении всего процесса экструзии, нити закручиваются друг вокруг друга по спирали. Такая же картина часто наблюдается в природе, например, при сокращении мышечных волокон и изменении формы стеблей.
В одном эксперименте ученые создали искусственные мышечные нити, в которых пара проводящих эластомерных нитей, служащих двумя электродами, закручивались друг вокруг друга по спирали внутри мягкой эластомерной матрицы. Когда на такую нить подавалось напряжение, она реагировала сокращением. Степень его сжатия зависела от того, насколько плотно спиральные электроды были свернуты при печати.
Исследователи также создали решетчатые структуры, состоящие из переплетенных нитей, которые служили пружинами. Опять же, изменяя плотность намотки нитей внутри этих структур, можно было регулировать упругость нитей, а следовательно, и всей решетки. Такие конструкции, возможно, можно было бы использовать в качестве шарниров или соединений в мягких роботах.
Теперь возможности трехмерной печати стали намного шире.