طوّر خبراء ومهندسون من جامعة برينستون الأمريكية، تقنية طباعة ثلاثية الأبعاد قابلة للتطوير لإنتاج بلاستيك ناعم يتمتع بتمدد ومرونة قابلة للتخصيص، مع إمكانية إعادة التدوير وتوفير التكلفة، وهي صفات نادرًا ما يتم دمجها في المواد المتاحة تجاريًا.

وقام الفريق بقيادة إميلي ديفيدسون، بتفصيل كيفية استخدامهم للـ"إيلاستومرات الحرارية" البلاستيكية (فئة من البوليمرات المتاحة على نطاق واسع)، لإنشاء هياكل مطبوعة ثلاثية الأبعاد ذات صلابة قابلة للتعديل، من خلال تصميم مسار الطباعة للطابعة ثلاثية الأبعاد.

وتمكن المهندسون من برمجة الخصائص الفيزيائية للبلاستيك، ما يسمح للأجهزة بالتمدد والانثناء في اتجاه واحد مع البقاء صلبة في اتجاه آخر.

وسلّط ديفيدسون، الأستاذ المساعد في الهندسة الكيميائية والبيولوجية، الضوء على التطبيقات المحتملة لهذه التقنية في مجالات مثل الروبوتات اللينة والأجهزة الطبية والأطراف الصناعية والخوذات خفيفة الوزن ونعال الأحذية عالية الأداء المخصصة.

وتابع ديفيدسون أن "أحد أهداف المشروع هو إنشاء مواد ناعمة ذات خصائص ميكانيكية قابلة للضبط محليًا بطريقة ميسورة التكلفة وقابلة للتطوير للصناعة، ومن الممكن إنشاء هياكل مماثلة بخصائص يتم التحكم فيها محليًا باستخدام مواد مثل الإيلاستومرات البلورية السائلة".

وأضاف ديفيدسون أن هذه المواد باهظة الثمن (أكثر من 2.50 دولارًا للغرام) وتتطلب معالجة متعددة المراحل تتضمن ثقبا يتم التحكم فيه بعناية يتبعه التعرض للأشعة فوق البنفسجية، بالمقابل تكلفة الإيلاستومرات البلاستيكية الحرارية المستخدمة في مختبره نحو سنت واحد للغرام ويمكن طباعتها باستخدام طابعة ثلاثية الأبعاد تجارية.

وقالت أليس فيرجرسون، طالبة دراسات العليا: "أعتقد أن أحد أروع أجزاء هذه التقنية هو الأدوار العديدة التي تلعبها عملية التلدين الحراري، فهي تعمل على تحسين الخصائص بشكل كبير بعد الطباعة، وتسمح للأشياء التي نطبعها بأن تكون قابلة لإعادة الاستخدام مرات عدة وحتى ترميم نفسها إذا تعرض العنصر للتلف أو الكسر".

وكخطوة تالية، يتوقع فريق البحث البدء في استكشاف هياكل جديدة قابلة للطباعة ثلاثية الأبعاد، والتي ستكون متوافقة مع تطبيقات مثل الأجهزة الإلكترونية القابلة للارتداء والأجهزة الطبية الحيوية، بحسب مقال منشور على موقع "scitechdaily".

عن سبوتنيك عربي