MWC 2018
2018
Computex
IFA 2018
Группа южнокорейских учёных разработала первую в мире технологию 4D-печати, которая превращает промышленные отходы нефтепереработки в виде серы в перспективные материалы для гибкой робототехники. Решение разом снимает проблему утилизации отходов, подбор сырья для производства роботов и вопрос утилизации самих роботов после окончания срока службы. Интересно, что грант на исследование выдали военные США, которые заинтересованы в гибкой робототехнике.
Источник изображений: Advanced Materials 2025
Как справедливо отмечают исследователи, ежегодно образуются миллионы тонн серы, которую обычно просто складируют или утилизируют. Новый подход позволяет перерабатывать это сырьё в полимеры с высоким содержанием серы — PSNs (poly(phenylene polysulfide)), обладающие уникальными свойствами памяти формы и реакцией на внешнее воздействие в виде тепла, света или электромагнитных полей.
В отличие от обычной 3D-печати, 4D-печать добавляет в модель фактор изменчивости, или времени, как считают учёные. В частности, напечатанные структуры способны автономно изменять форму и двигаться под воздействием внешних факторов без использования двигателей и источников питания. Тепло и свет деформируют структуру или конечности роботов в соответствии с заданной памятью формы, а добавление в серу около 20 % магнитного порошка позволяет телам роботов управляемо перемещаться в магнитных полях.
Исследователи создали множество экспериментальных форм микророботов размерами чуть больше одного сантиметра, способных перемещаться по труднодоступным местам, служить доставщиками лекарств в организме и выполнять множество других операций. Свойства полимера из серы позволяют простым образом сваривать отдельные детали роботов инфракрасным лазером, не оставляя швов и простой плавкой превращая соединения в цельную структуру. Например, учёные собрали таким способом модель храма Святого Семейства (Sagrada Família) по проекту Антонио Гауди в Барселоне.
Главное преимущество технологии — полная повторная и даже потенциально бесконечная утилизация сырья в замкнутом цикле производства. После использования роботы или структуры можно полностью расплавить и повторно использовать как сырьё для печати без потери свойств или объёма материала. Это решает ключевые проблемы традиционных гибких роботов: ограниченную прочность, потребность в источниках питания и вред для экологии.
Источник:
