Вічні шини завдяки 3D-принтеру

Дослідники з Університету Південної Каліфорнії розробили 3D-друкований гумовий матеріал, здатний відновлюватися самостійно. Доцент Qiming Wang працює у світі 3D-друкованих матеріалів, створюючи нові функції для самих різних цілей. На сьогодні, працюючи зі студентами Вітербо і з асистентом професора Університету Коннектикуту Ін Лі, вони створили новий матеріал, який можна швидко виготовити і який здатний відновлювати сам себе, якщо він зламається, протреться або проколиться. Цей матеріал може змінити такі галузі промисловості, як взуттєва, виробництво шин, м'яка робототехніка й навіть електроніка, скоротити час виготовлення і збільшити термін служби й довговічність готової продукції.

Самовідтворюваний матеріал виготовлений з використанням методу 3D-друку, в якому використовується фотополімеризація. Цей процес використовує світло для того, щоб зробити рідку смолу твердою, надати їй бажану форму. Щоб зробити його самовідновлюваним, їм довелося трохи глибше зануритися в хімічні властивості матеріалу.
Фотополімеризація досягається за допомогою реакції з певною хімічною групою, званою тіолами. При додаванні окислювача тіоли перетворюються в іншу групу, яка називається дисульфіди. Це дисульфідна група, яка здатна реформуватися при руйнуванні, що призводить до здатності "самозцілення". Знаходження правильного співвідношення між цими двома групами було ключем до розкриття унікальних властивостей самовідновлення 3D-друкованих матеріалів.

Вчені знайшли співвідношення, яке може забезпечити як високе самовідновлення, так і відносно швидку фотополімеризацію. Матеріал має здатність реформуватися при руйнуванні, забезпечуючи можливість самовідновлення.
Протягом дослідження різні предмети були розрізані навпіл, і через 2 години, при 60°С, продукти змогли повністю відновитися. Час ремонту варіюється в залежності від температури. Відповідно шини або підошву не треба буде міняти або купувати нові, вони просто самостійно "вирішать" свої проблеми.

Всього за 5 секунд принтер може надрукувати квадрат розміром 17,5 міліметра, завершуючи цілі об'єкти приблизно за 20 хвилин, які можуть відновити себе всього за кілька годин.