Первая в мире технология 4D-печати. Корейские ученые создали мини-копию исторического храма из серы

Об этом сообщает Interesting Engineering.

Совместная команда ученых Корейского научно-исследовательского института химической технологии (KRICT) и университетов Ханьян и Седжон использовала для 4D-печати элементарную серу. Ежегодно миллионы тонн этого материала остаются после переработки нефти и в основном просто накапливаются на свалках.

Как работает 4D-печать? В отличие от привычной 3D-печати с ее статическими объектами, 4D-технология создает предметы, которые могут менять свою форму или поведение уже после изготовления, реагируя на тепло, свет и другие внешние раздражители. При этом такие структуры не требуют моторов, проводов или классических механических деталей.

Корейцы разработали новый класс полимеров, насыщенных серой, с памятью формы. Добавив к этой смеси 20% магнитных частиц, команда создала крошечных композитных роботов размером менее полудюйма. Они способны свободно и целенаправленно двигаться, следуя за внешними магнитными полями.

Когда жизненный цикл таких роботов подходит к концу, их можно просто расплавить и снова пустить на печать. При этом не теряется ни качество, ни первоначальный объем сырья, что позволяет существенно уменьшить количество мусора в передовых технологических отраслях.

Еще одной интересной особенностью разработки является метод соединения деталей. Для запуска реакции химической сварки достаточно 8 секунд облучения ближним инфракрасным лазером. Внутренние связи серы временно разрываются и снова соединяются на стыке, надежно сплавляя блоки без клея.

Для демонстрации ученые составили из «умных» блоков миниатюрные копии храма Саграда Фамилия (он же — Храм Искупления Святого Семейства) и стадиона с раздвижной крышей.

«Это исследование является первым примером апсайклинга промышленных отходов серы в передовые роботизированные материалы, — говорит руководитель команды доктор Донг-Гюн Ким, — Ожидается, что умные материалы, которые могут двигаться автономно и перерабатываться, станут ключевыми двигателями будущих технологий мягкой робототехники и автоматизации».