Ученые научили материал с памятью формы создавать сложные контуры

Москва, 12:20, 21 Дек 2018, редакция FTimes.ru, автор Евгения Ковалева.

Ученые из Райсовского университета создали эластичный, меняющий форму материал, создающий различные сложные контуры.

Формы, запрограммированные в полимере материаловедом профессором Рафаэлем Вердуско и его аспиранткой Морган Барнс, сохранялись в нормальных условиях, тая при нагреве (около 80), сообщает sciencedaily.com. Когда действие тепла прекращалось, структура возвращалась в начальное состояние. Это происходит из-за борьбы за контроль между жидкими кристаллами и эластомером. Первые «руководят» в прохладных условиях. Но, при нагреве, кристаллы расслабляются, превращаясь в эластомерную ленту и тая, как лед.

Исследователи изготовили различные сложные контуры, включая лицо, логотип университета, блок конструктора Lego и розу. Продукт является перспективным сырьем для мягких роботов, имитирующих живые организмы, и биомедицинских систем, требующих материалов, принимающих предварительно запрограммированную форму при комнатной температуре.

Выводы проекта представлены в Soft Matter.

«Здесь использовался давний двухэтапный химический процесс, — объяснил профессор Вердуско. – Ученые сосредоточились на компоновке жидких кристаллов, не задумываясь, как эти две сети будут взаимодействовать. Мы решили, что, если удастся оптимизировать баланс между ними – сделать не очень мягкими и не очень жесткими – удастся добиться сложного изменения формы».

Проще всего было программировать состояние жидких кристаллов. Материал твердел под ультрафиолетовым светом через 5 минут после заливки в форму, создавая упорядоченные структуры. Барнс также изготовила образцы, переключающиеся между 2 контурами.

«Вместо простого одноосного изменения формы, где что-то растягивается и сжимается, мы получили нечто, переходящее от двух- к трехмерному состоянию или меняющее объемные контуры», — сказала она.

На следующих этапах команда хочет понизить температуру перехода. Барнс также планирует изготовить материал, реагирующий на свет вместо тепла.