Исследователи создают поликатенированные архитектурные материалы (PAM) для 3D-печати

Последние достижения в материаловедении привели к новым решениям в архитектуре и дизайне. В недавнем примере команда исследователей в Калифорнии разработала поликатенированные архитектурные материалы (PAM), способные переплетаться, образуя уникальные 3D-структуры. Эти материалы можно использовать в качестве каркасных элементов для создания трехмерных конструкций с интересными свойствами в различных отраслях, включая технику и дизайн.

В своей статье, опубликованной в Science, группа описывает, как они пришли к идее создания материалов, некоторые из их свойств, обнаруженных на данный момент, и возможные способы их использования.

Если быть точным, этот новый тип материала разработан группой инженеров из Калифорнийского технологического института (Caltech) в сотрудничестве с Ливерморской национальной лабораторией Лоуренса и Принстонским университетом. Он не гранулирован и не кристаллический, он может быть жидким или твердым в зависимости от прикладываемого к нему напряжения. Созданные с помощью 3D-печати эти структуры предлагают новый способ переосмысления традиционного дизайна и создания объектов с удивительными физическими свойствами. В новом исследовании инженеры разработали новый материал, который можно использовать для строительства новых типов архитектурных сооружений.

PАМ – это материалы с уникальной структурой, похожие на цепи, но использованные оригинально. Их дизайн следует из исследования того, как разные элементы могут быть связаны между собой, чтобы образовать сложные структуры. В исследовании, опубликованном в Science, исследователи подробно рассказывают не только о том, как производятся эти материалы, но и об интересных свойствах, которые они наблюдали во время своих тестов.

3D-печать необходима для создания PAM. С помощью этой технологии исследователи могут производить сложные конструкции, такие как кольца, шестиугольники или определенные геометрические формы, с высокой точностью. Это открывает широкий спектр приложений, таких как архитектурные объекты или материалы для пространства, которые можно изменить при необходимости.

     В своей лаборатории исследователи напечатали очень маленькие PAM, лишь миллиметры в поперечнике, в форме колец, шестиугольников, кубов, треугольников, пирамид и даже косоедра с 20 сторонами. Затем они попытались соединить их разными способами, а затем проверили свойства полученных объектов.

Они экспериментировали с разными способами сборки этих материалов и проверяли характеристики полученных конструкций. Они обнаружили, что некоторые объекты могут быть гибкими, как жидкость, если их не брать в руки, но становятся жесткими, как только на них нажимают. Другие печатные структуры отталкивались друг от друга и, соединившись, могли сжиматься или сгибаться, подобно мышцам.

Исследователи уже исследуют футуристические применения PAM, например создание материалов для космоса. Эти материалы были бы гибки и способны адаптироваться к изменяющимся условиям, одновременно уменьшая вес конструкций, что важно для космических миссий.