Дослідники створюють полікатеновані архітектурні матеріали для 3D-друку

Останні досягнення в матеріалознавстві привели до нових рішень в архітектурі та дизайні. У недавньому прикладі команда дослідників у Каліфорнії розробила полікатеновані архітектурні матеріали (PAM), які здатні переплітатися, утворюючи унікальні 3D-структури. Ці матеріали можна використовувати як каркасні елементи для створення тривимірних конструкцій з цікавими властивостями в різних галузях, включаючи техніку та дизайн.

У своїй статті, опублікованій в Science, група описує, як вони прийшли до ідеї створення матеріалів, деякі з їхніх властивостей, які були виявлені зараз, і можливі способи їх використання. 

Якщо бути точним, цей новий тип матеріалу був розроблений групою інженерів з Каліфорнійського технологічного інституту (Caltech) у співпраці з Ліверморською національною лабораторією Лоуренса та Прінстонським університетом. Він не гранульований і не кристалічний, він може бути рідким або твердим залежно від напруги, яка до нього прикладається. Створені за допомогою 3D-друку, ці структури пропонують новий спосіб переосмислення традиційного дизайну та створення об’єктів із дивовижними фізичними властивостями. У цьому новому дослідженні дослідники розробили новий матеріал, який можна використовувати для будівництва нових типів архітектурних споруд.

PАМ - це матеріали з унікальною структурою, схожі на ланцюги, але використані оригінально. Їх дизайн випливає з дослідження того, як різні елементи можуть бути пов’язані між собою, щоб утворити складні структури. У дослідженні, опублікованому в Science, дослідники детально розповідають не лише про те, як виготовляються ці матеріали, а й про цікаві властивості, які вони спостерігали під час своїх тестів.

3D-друк необхідний для створення PAM. За допомогою цієї технології дослідники можуть виготовляти складні конструкції, такі як кільця, шестикутники або певні геометричні форми з високою точністю. Це відкриває широкий спектр застосувань, таких як архітектурні проєкти або матеріали для простору, які можна модифікувати за потреби.

У своїй лабораторії дослідники надрукували дуже маленькі PAM, лише міліметри в поперечнику, у формі кілець, шестикутників, кубів, трикутників, пірамід і навіть ікосаедра з 20 сторонами. Потім вони спробували з’єднати їх різними способами, а потім перевірили властивості отриманих об’єктів.

Вони експериментували з різними способами складання цих матеріалів і перевіряли характеристики отриманих конструкцій. Вони виявили, що деякі об’єкти можуть бути гнучкими, як рідина, якщо їх не брати в руки, але стають твердими, щойно на них натискають. Інші друковані структури відштовхувалися одна від одної і, з’єднавшись, могли стискатися або згинатися, подібно до м’язів.

Дослідники вже досліджують футуристичні застосування PAM, наприклад створення матеріалів для космосу. Ці матеріали були б гнучкими та здатними адаптуватися до мінливих умов, одночасно зменшуючи вагу конструкцій, що важливо для космічних місій.