Svjetlosnim i temperaturnim podražajem do unaprijed programiranih oblika
Razvoj materijala koji se djelovanjem topline i svjetlosti pretvara u složene oblike
Inženjeri sa Sveučilišta u Boulderu (Colorado) na pragu su razvoja novog materijala koji se pomoću svjetlosnih i temperaturnih podražaja može pretvarati u složene, unaprijed programirane oblike.
Ako ste ikada željeli smjesti kvadratni klin u otvor okruglog oblika, to će uskoro postati mnogo lakše nego što mislite. Znanstvenici s američkog Sveučilišta u Boulderu, Coloradu, trenutno rade na razvoju novog materijala koji reagira na svjetlost i toplinu pomicanjem između složenih, unaprijed programiranih oblika. Šarolika je buduća primjena ovog materijala u različitim proizvodnjama, od robotike, biomedicinskih uređaja pa sve do protetskih mišića.
Znanstveni tim predvođen profesorom Christopherom Bowmanom s Odjela za kemijsko i biološko inženjerstvo, dizajnirao je novi materijal s ciljem prevladavanja ograničenja drugih materijala promjenjivog oblika i teksture, a koji su do sada bili ograničeni veličinom kojom su se mogli promijeniti ili vratiti u izvorni oblik.
Svladavanje ograničenja već postojećih materijala
Postojeća ograničenja novi materijal prevladava korištenjem tekućih kristalnih elastomera (eng. Liquid Crystal Elastomers, LCEs) – lagano umreženih, tekućih kristalnih polimernih mreža koje posjeduju elastična svojstva elastomera i mogućnost samoorganizacije tekućeg kristala. Osjetljivi su također na toplinu i svjetlost, što omogućuje programiranje materijala na makroskopskoj razini.
Navedeno se postiže uključivanjem svjetlosno aktiviranog okidača u LCE mrežastu strukturu, pri čemu okidač reagira na specifične valne duljine svjetlosti uzrokujući samoorganizaciju molekularne strukture. Nakon promjene oblika objekta, okidač se zaključava. Ponovnom aktivacijom odgovarajućim toplinskim stimulatorom, objekt se vraća u svoj izvorni oblik.
Širok raspon novih primjena
Znanstvenici su kao jednostavan primjer uzeli origami labuda koji se zagrijavanjem na 93°C pretvara u ravnu ploču, a hlađenjem vraća u svoj izvorni oblik labuda.
„Sposobnost formacije materijala koji uzastopno osciliraju između dva neovisna oblika tijekom izlaganja na svjetlost, otvorit će širok raspon novih primjena i pristupa na područjima proizvodnje aditiva, robotike i biomaterijala“, izjavio je Bowman.
Nalazi su objavljeni u znanstvenom časopisu Science Advances, a priloženi video prikazuje različite verzije mijenjanja oblika novorazvijenog materijala.
Klara Perović / Ekovjesnik