Исследователи из Байкальского института природопользования СО РАН (Улан-Удэ) вместе с коллегами из ведущих научных центров Москвы решили ключевую проблему перспективной технологии 4D-печати, создав материал, который сочетает в себе способность менять форму с исключительной прочностью.
В чем была проблема?
4D-печать — это эволюция 3D-печати, где созданный объект может самостоятельно менять свою форму под воздействием внешних факторов, таких как температура или свет. Главным препятствием на пути её широкого применения была низкая механическая прочность существующих «умных» полимеров.
Научное решение
Ученые модифицировали состав фотополимеризуемых акрилатов, добавив в него термостабильный полиимид-амид (PIA). Этот подход позволил кардинально улучшить свойства материала, не пожертвовав качеством печати.
Результаты: прочность как у металла
· ✅ Высокое качество печати: Сложные объекты по-прежнему можно создавать на стандартном LCD-принтере с высоким разрешением.
· 💪 Рекордная прочность: Предел прочности полученных образцов при растяжении достиг 108.6±5.9 МПа. Этот показатель сопоставим с прочностью некоторых промышленных сплавов.
· 🔥 Высокотемпературная память формы: Напечатанные детали надежно «запоминают» исходную форму и восстанавливают её при нагреве свыше 150 °C.
Перспективы применения
Эта разработка открывает путь к созданию с помощью 4D-печати высокопрочных и «умных» деталей для:
· Аэрокосмической отрасли
· Биомедицины
· Робототехники
Такие детали смогут работать в экстремальных условиях, самостоятельно адаптируясь к изменениям среды.
Результаты исследования опубликованы в одном из ведущих международных журналов о полимерах — Polymer.
