Природа создает необыкновенные вещи из довольно ограниченного набора материалов. Трава, например, способна не только поддерживать собственный вес, но и выдерживать сильный ветер и даже восстанавливать форму после деформации. Такая механическая стойкость обусловлена комбинацией полой трубчатой макроструктуры и пористого, сотового строения на клеточном уровне.
Команда ученых из Гарвардского университета и Массачусетского технологического института решила перенять опыт природы для разработки технологии 3D печати керамических изделий с регулируемой макро- и микроструктурой. Как отмечают участники проекта, эта достаточно простая технология может найти применение в производстве сверхлегких, высокопрочных структурных материалов, термоизоляции, биомедицинских клеточных матриксов и пр. Секрет методики заключается в использовании керамической пены.
Материал состоит из смеси оксида алюминия и воды, а в результате взбивания насыщается воздухом, образуя густую пену. «Чернила из пены интересны тем, что позволяют осуществлять цифровое построение больших сотовых структур из материала с сотовой же микроструктурой. После высыхания чернил остается разномасштабная пористая структура из воздуха, окруженного керамическим материалом. Интеграция пористости позволяет наделять структуру необычными свойствами», – рассказывает один из авторов проекта, аспирант Джозеф Мут.
Исследователи провели ряд опытов по поиску оптимальной плотности пены, после чего напечатали образцы легких гексагональных и треугольных сотовых структур с настраиваемой геометрией, плотностью и жесткостью. «Теперь мы можем печатать в один прием многофункциональные материалы с регулируемыми механическими и температурными характеристиками», – поясняет Джозеф.
Хотя исследовательская команда выбрала для своих опытов только один материал, методика может быть применена для работы с различными вариантами, включая другие виды керамики, металлы и полимеры. По результатам исследований была оформлена заявка на патент, а команда тем временем обдумывает варианты коммерческого применения новой методики 3D печати.
>>>БАЗЫ ДАННЫХ(EMAIL, ТЕЛЕФОНЫ). БЕСПЛАТНО.<<<
Добавить комментарий