یک شی تخت از چاپگر سه بعدی خارج می شود، سپس شروع به تا شدن می کند، هرچند به نظر می رسد علمی تخیلی است. ولی شدنی است آن همه به وسیله یک جوهر هوشمند!
ولی به هر تقدیر به روشی محدود، چاپ 4 بعدی قبلاً امکان پذیر بود، اما اکنون، محقق TU/e، مارک دل پوزو پویگ، جوهر هوشمندی را برای یک چاپگر سه بعدی رومیزی معمولی که به انواع محرک های محیطی پاسخ می دهد، توسعه داده است.
یک شکل صاف در آب گرم قرار می گیرد، شروع به حرکت می کند و در مدت کوتاهی به یک مکعب تبدیل می شود. در سال‌های اخیر، کار سخت زیادی برای توسعه چاپ چهار بعدی انجام شده است که زمان به عنوان بعد چهارم مطرح شده است. شما ماده‌ای را می‌گیرید که در پاسخ به محرک‌های محیطی شکلش را تغییر می‌دهد و از آن برای چاپ یک شی استفاده می‌کنید. می تواند رشد کند یا کوچک شود، اما همچنین می تواند باز یا بسته شود یا بپیچد.
تا به حال اگر ، تنها جایی که میخواتسید این تغییرات برگشت‌پذیر باشد، زیر آب بود. برای مثال، برای یک خط لوله آب خودتنظیمی مفید میبود. و اما اکنون، به لطف «جوهر هوشمند» توسعه یافته توسط مارک دل پوزو پویگ، نامزد دکترای CEC، برگشت پذیری در شرایط عادی امکان پذیر خواهد بود. علاوه بر این، جوهر او به نور حساس است که راه را برای کاربردهای جدید متعددی هموار می کند.
چاپ کریستال های مایع
دل پوزو توضیح می‌دهد که اساس این جوهر منحصربه‌فرد در استفاده از کریستال‌های مایع (LC) نهفته است. "در حال حاضر، مواد هوشمند مختلفی برای چاپ 4 بعدی استفاده می شود. به عنوان یک قاعده، اینها پلیمرهای حافظه شکل یا هیدروژل هستند. عیب اولی این است که حرکات برگشت پذیر نیستند. در حالی که تغییرات شکل ممکن است در هوا رخ دهد، آنها هیدروژل ها این فرصت را برای تغییر فرم به جلو و عقب، اما پس از آن فقط در زیر آب ارائه می دهند.
چیزی که ما هنوز نداشتیم، یک ماده انعطاف‌پذیرتر بود که می‌توانست تغییر شکلش را در محیط‌های مختلف در واکنش به محرک‌ها معکوس کند. اکنون، می‌توانیم کریستال‌های مایع را به روش‌های متعددی تطبیق دهیم. ما می‌توانیم نه تنها با ترکیب شیمیایی، بلکه با آرایش مولکولی بازی کنیم."
بنابراین، موادی را می توان طراحی کرد که به رطوبت یا دما واکنش نشان دهند و حرکت آنها را با دقت زیادی کنترل کرد. دل پوزو می گوید و با ترکیب مواد با کارکردهای مختلف، اشیاء
چاپ شده را می توان سازماندهی کرد تا یک سیستم ارتباطی را تشکیل دهد.
نور
دل پوزو در طول تحقیقات دکترای خود، تکنیک‌های مختلف پرینت چهار بعدی را مطالعه کرد و با همکارانش اولین جوهر سه‌بعدی LC را که به نور حساس است تولید کرد. ما قبلاً می‌توانستیم موادی را در واکنش به آب و رطوبت تغییر شکل دهند و اکنون می‌توانیم نور را به این لیست اضافه کنیم. برای مثال، با ترکیب نور و دما می‌توان اجسامی را تولید کرد که به روش‌های مختلف تغییر شکل می‌دهند.
ایده‌آل برای ربات‌های نرم چندوظیفه‌ای، که عملکردشان می‌تواند سیال‌تر و دقیق‌تر شود. آزمایش‌های اولیه نشان می‌دهد که جوهر سمی نیست، اما هنوز تحقیقات زیادی باید انجام شود تا چشم، قلب یا سایر اعضای بدن واقعاً گیرنده‌ای را پیدا کند.
برای بقیه، یک حسگر رنگی نیز می تواند در اشیایی که دل پوزو با جوهر جدید تولید کرده است گنجانده شود. برای توضیح، او یک فیلم کوتاه دیگر - تقریباً هنری - را به اشتراک می گذارد. یک گل ریز در پاسخ به تنفس دل پوزو رنگش را تغییر می دهد.
"این دقیقاً منظور من را نشان می دهد. گلی که به کوچکی یک گلبول قرمز خون است، با جوهر کریستال مایع ایجاد شده است. وقتی روی گلی که زیر میکروسکوپ است نفس می کشم، رطوبت محیط تغییر می کند. و با آن، رنگ گل. یک تغییر رنگ مانند این می تواند به عنوان یک سنسور برای ثبت تغییر فرم استفاده شود، بررسی اینکه آیا حرکت خاصی انجام شده است."
کتابچه راهنمای گسترده
کار انجام شده توسط دل پوزو و همکارانش منجر به یک کتابچه راهنمای گسترده در چاپ 4 بعدی با استفاده از کریستال های مایع می شود - او ساختارها را از میکرو تا ماکرو و پاسخ به محرک های خارجی مختلف توصیف می کند و همچنین تکنیک های چاپ مختلفی را ارائه می دهد.
اما پس از این همه تحقیقات اساسی، دل پوزو اکنون به دنبال موقعیت جدیدی است که در آن بتواند از پرینت چهار بعدی به شیوه ای کاربردی تر استفاده کند. ترجیحاً در هلند با چشمک اضافه می کند. او با خنده می گوید که به طرز کار هلندی ها و استراحت ناهار هلندی عادت کرده است. پس از آن او با یک «دویی» شاد امضا می کند.
های فن تک از شما دعوت می کند نظرات خود را در مورد این مقاله به اشتراک بگذارید