Ένα ελαστικό υλικό το οποίο μπορεί να επιδιορθώνεται μόνο του ανέπτυξαν ερευνητές του Viterbi School of Engineering στο University of Southern California.
O επίκουρος καθηγητής Κιμίνγκ Γουάνγκ δουλεύει πάνω στον τομέα των 3D printed υλικών, που προορίζονται για σειρά διαφορετικών χρήσεων- από εύκαμπτα ηλεκτρονικά μέχρι έλεγχο ήχου. Σε συνεργασία με τους φοιτητές Κουνχάο Γιου, Αν Ξιν και Χάιξου Ντου, και τον Γινγκ Λι, επίκουρο καθηγητή του University of Connecticut, δημιούργησαν ένα νέο υλικό που μπορεί να κατασκευάζεται γρήγορα και να επιδιορθώνεται/ «θεραπεύεται» μόνο του εάν υφίσταται ζημιές (κοψίματα, τρύπες κ.α.). Το υλικό αυτό θεωρείται πως θα μπορούσε να φέρει επανάσταση σε τομείς όπως η βιομηχανία παπουτσιών, τα ελαστικά, τα μαλακά ρομπότ και ακόμα και τα ηλεκτρονικά, μειώνοντας τον χρόνο κατασκευής ενώ παράλληλα αυξάνεται η αντοχή και η διάρκεια ζωής των προϊόντων.
Το υλικό παράγεται μέσω μιας μεθόδου 3D printing που χρησιμοποιεί φωτοπολυμερισμό. Στη διαδικασία χρησιμοποιείται φως για τη στερεοποίηση μιας υγρής «ρητίνης» σε επιθυμητό σχήμα. Για να το κάνουν αυτοθεραπευόμενο, οι ερευνητές έπρεπε να δουλέψουν περισσότερο πάνω στη χημεία του.
Ο φωτοπολυμερισμός επιτυγχάνεται μέσω αντίδρασης με μια συγκεκριμένη χημική ομάδα, τις θειόλες. Εισάγοντας στην «εξίσωση» οξειδωτή, οι θειόλες μετατρέπονται σε μια άλλη ομάδα, τα δισουλφίδια, τα οποία είναι ικανά να ανασχηματίζονται όταν υφίστανται ζημιά- φέρνοντας τη δυνατότητα αυτοεπιδιόρθωσης/ θεραπείας. Η εύρεση της σωστής αναλογίας μεταξύ των δύο ομάδων ήταν το «κλειδί».
«Όταν αυξάνουμε σταδιακά τον οξειδωτή, η αυτοθεραπεία γίνεται ισχυρότερη, μα ο φωτοπολυμερισμός γίνεται πιο αδύναμος. Υπάρχει ανταγωνισμός μεταξύ τους. Και εν τέλει βρήκαμε την αναλογία που μπορεί να δώσει τόσο αυτοθεραπεία και σχετικά γρήγορο φωτοπολυμερισμό» είπε ο Γουάνγκ.
Μέσα σε 5 δευτερόλεπτα μπορεί να εκτυπωθεί ένα τετράγωνο 17,5 χιλιοστών, ολοκληρώνοντας ολόκληρα νέα υλικά μέσα σε περίπου 20 λεπτά τα οποία έχουν τη δυνατότητα να αυτοεπιδιορθώνονται εντός λίγων ωρών. Στη νέα τους μελέτη, που δημοσιεύτηκε στο NPG Asia Materials, επιδεικνύονται οι δυνατότητες του υλικού σε ένα εύρος προϊόντων, από παπούτσια μέχρι μαλακά ρομπότ και αισθητήρες. Αφού κόβονταν στα δύο, μέσα σε δύο ώρες στους 60 βαθμούς Κελσίου είχαν «θεραπευτεί» πλήρως, διατηρώντας τη δύναμη και τη λειτουργία τους. Ο χρόνος αυτός μειωνόταν ακόμα περισσότερο όταν αυξανόταν η θερμοκρασία.
O επίκουρος καθηγητής Κιμίνγκ Γουάνγκ δουλεύει πάνω στον τομέα των 3D printed υλικών, που προορίζονται για σειρά διαφορετικών χρήσεων- από εύκαμπτα ηλεκτρονικά μέχρι έλεγχο ήχου. Σε συνεργασία με τους φοιτητές Κουνχάο Γιου, Αν Ξιν και Χάιξου Ντου, και τον Γινγκ Λι, επίκουρο καθηγητή του University of Connecticut, δημιούργησαν ένα νέο υλικό που μπορεί να κατασκευάζεται γρήγορα και να επιδιορθώνεται/ «θεραπεύεται» μόνο του εάν υφίσταται ζημιές (κοψίματα, τρύπες κ.α.). Το υλικό αυτό θεωρείται πως θα μπορούσε να φέρει επανάσταση σε τομείς όπως η βιομηχανία παπουτσιών, τα ελαστικά, τα μαλακά ρομπότ και ακόμα και τα ηλεκτρονικά, μειώνοντας τον χρόνο κατασκευής ενώ παράλληλα αυξάνεται η αντοχή και η διάρκεια ζωής των προϊόντων.
Το υλικό παράγεται μέσω μιας μεθόδου 3D printing που χρησιμοποιεί φωτοπολυμερισμό. Στη διαδικασία χρησιμοποιείται φως για τη στερεοποίηση μιας υγρής «ρητίνης» σε επιθυμητό σχήμα. Για να το κάνουν αυτοθεραπευόμενο, οι ερευνητές έπρεπε να δουλέψουν περισσότερο πάνω στη χημεία του.
Ο φωτοπολυμερισμός επιτυγχάνεται μέσω αντίδρασης με μια συγκεκριμένη χημική ομάδα, τις θειόλες. Εισάγοντας στην «εξίσωση» οξειδωτή, οι θειόλες μετατρέπονται σε μια άλλη ομάδα, τα δισουλφίδια, τα οποία είναι ικανά να ανασχηματίζονται όταν υφίστανται ζημιά- φέρνοντας τη δυνατότητα αυτοεπιδιόρθωσης/ θεραπείας. Η εύρεση της σωστής αναλογίας μεταξύ των δύο ομάδων ήταν το «κλειδί».
«Όταν αυξάνουμε σταδιακά τον οξειδωτή, η αυτοθεραπεία γίνεται ισχυρότερη, μα ο φωτοπολυμερισμός γίνεται πιο αδύναμος. Υπάρχει ανταγωνισμός μεταξύ τους. Και εν τέλει βρήκαμε την αναλογία που μπορεί να δώσει τόσο αυτοθεραπεία και σχετικά γρήγορο φωτοπολυμερισμό» είπε ο Γουάνγκ.
Μέσα σε 5 δευτερόλεπτα μπορεί να εκτυπωθεί ένα τετράγωνο 17,5 χιλιοστών, ολοκληρώνοντας ολόκληρα νέα υλικά μέσα σε περίπου 20 λεπτά τα οποία έχουν τη δυνατότητα να αυτοεπιδιορθώνονται εντός λίγων ωρών. Στη νέα τους μελέτη, που δημοσιεύτηκε στο NPG Asia Materials, επιδεικνύονται οι δυνατότητες του υλικού σε ένα εύρος προϊόντων, από παπούτσια μέχρι μαλακά ρομπότ και αισθητήρες. Αφού κόβονταν στα δύο, μέσα σε δύο ώρες στους 60 βαθμούς Κελσίου είχαν «θεραπευτεί» πλήρως, διατηρώντας τη δύναμη και τη λειτουργία τους. Ο χρόνος αυτός μειωνόταν ακόμα περισσότερο όταν αυξανόταν η θερμοκρασία.
