فناوری چاپ چهاربعدی و اشیایی که تغییر شکل می دهند
به گزارش ایرنا، این روزها فناوری چاپ سه بعدی امکان تولید ساختارهای موردنظر را با استفاده از مواد اولیه مختلف از جمله پلاستیک، شیشه، سرامیک و حتی سلول های زنده، فراهم کرده است. در این فناوری لایه های متعدد مواد اولیه روی هم قرار گرفته و ساختارهای سه بعدی از آن ها ساخته می شود.
اخیرا محققان روش های خلاقانه چاپ 4 بعدی را ابداع کرده اند که امکان تغییر شکل ساختارهای تولید شده با استفاده از فناوری چاپ سه بعدی را در اختیار می گذارد.
بسیاری از محققان برای چاپ چهاربعدی از چندین نوع مواد اولیه استفاده می کنند تا از ویژگی های مختلف این مواد از جمله سختی یا انعطاف پذیری آن ها برای تغییرشکل ساختار نهایی بهره ببرند. اما محققان هاروارد به دنبال یک راهکار ساده برای تولید ساختارهای چهاربعدی با استفاده از یک نوع مواد اولیه بودند. برای این منظور به سراغ طبیعت رفتند و از نحوه واکنش گیاهان به عوامل محیطی مانند نور و تغییر رطوبت توجه کردند.
با توجه به اینکه ساختارهای گیاهی عمدتا از فیبرهایی از جنس سلولز ساخته شده اند، محققان هاروارد با استفاده از فناوری چاپ سه بعدی توانستند فیبرهای سخت سلولز را درون نوعی هیدروژل نرم تعبیه کنند. زمانی که این هیدورژل درون آب قرار می گیرد متورم می شود.
محققان با کنترل نحوه قرارگیری فیبرهای سلولز درون هیدروژل می توانند شکل هیدروژل را پس از قرارگرفتن در آب کنترل کنند. بدین ترتیب محققان با تعیین راستای فیبرها می توانند نحوه تغییرشکل هیدروژل را برنامه ریزی کنند.
محققان با استفاده از این شیوه صفحاتی را ساختند که پس از قرار گرفتن در آب به صورت اشکال پیچیده تغییرشکل می دهند. آن ها معتقدند که می توانند با استفاده از انواع دیگر هیدوژل که به سایر عوامل محیطی مانند نور و اسیدیته محیط واکنش نشان می دهند، اشکال پیچیده تری را تولید کنند. همچنین آن ها می توانند فیبرهای سلولز را با نوارهایی از جنس مواد رسانای الکتریکی جایگزین کنند.
در آینده نه چندان دور می توان با استفاده از سلول های زنده، ساختارهای چهاربعدی را تولید کرد که برای بهبود جراحت ها و در تجهیزات جراحی روباتیک کاربرد دارند.
یکی دیگر از کاربردهای این ساختارها، تولید لباس های هوشمندی است که در واکنش به افزایش رطوبت محیط یا تغییر دما، میزان نفوذپذیری آن ها تغییر می کند. در حال حاضر محققان به دنبال یافتن راهکارهایی برای برخی از این کاربردها هستند.
