Исследование «умных» гидрогелей, меняющих форму

Исследование «умных» гидрогелей, меняющих форму

02 февраля 2018
Покажи другу:

Команда инженеров из Ратгерского Университета в Нью-Джерси, США, продемонстрировала новый метод печати 4D-структур из интеллектуальных материалов на основе гидрогеля. Процесс, в ходе которого становится возможным создание подобных структур, изменяющих форму (отсюда и принцип – 4D) при воздействии разных температур, может найти свое применение в тканевой инженерии, мягкой робототехнике и средствах доставки лекарственных препаратов в организм.

Гидрогели, представляющие собой гели на водной основе, становятся все более значимым материалом в области аддитивного производства, особенно для использования в биомедицинских целях. Ученые и инженеры с каждым годом обнаруживают все больше возможностей создания структур из гидрогелей для биомедицинских устройств и имплантатов.

Трехмерная печать, как оказалось, является одним из наиболее перспективных способов манипулирования материалами подобного рода.

Интересно, что гидрогель, используемый в исследовании, является относительно распространенным и взят на вооружение учеными еще несколько десятков лет назад. Тем не менее, как отмечают исследователи, в качестве материала для трехмерной печати он используется впервые.

«Данный вид материалов все еще изучается. Мы пока не знаем всех его возможностей», объясняет Хоуон Ли, один из исследователей проекта. «Мы добились еще одного измерения для этого гидрогеля, и впервые проект был реализован в подобном масштабе. Я называю их умными материалами».

Гидрогель печатался инженерами по принципу стереолитографии. Чтобы сделать гидрогель пригодным для печати, он был объединен со связующим веществом и светочувствительным реактивом, благодаря чему смола затвердевала при воздействии УФ=излучения.

  

Исследователи также разработали способ контроля за тем, каким образом трехмерный печатный объект из гидрогеля будет сжиматься или расти при воздействии определенных условий. Например, если 3D-печатная структура подвергается воздействию температуры ниже 32°C, она поглощает воду из окружающей среды и увеличивается в размерах. Однако, когда температура поднимается выше данного значения, гидрогель постепенно сжимается, высвобождая воду.

«Если есть полный контроль над формой, то появляется возможность запрограммировать функционал», прокомментировал Ли. «Я считаю, что в этом и есть сила 3D-печатного материала, изменяющего форму. Этот принцип может применяться практически везде».

Источник: http://www.3ders.org/articles/20180131-rutgers-university-4d-prints-smart-hydrogel-structures-that-change-shape-and-size.html





количество пользователей

1862

количество работ

4312