Ученые нашли способ 3D-печати водой
Можно ли печатать водой? Казалось бы, глупый вопрос: естественно, нет, ведь на первый взгляд ни в одном из трех агрегатных состояний вода непригодна для печати, да и какой в этом прок? Однако ученые из Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли не только нашли способ воплотить на первый взгляд безумную затею, но и грозятся совершить при помощи своего изобретения настоящую революцию в электронике, фармацевтике и медицине.
За разработку отвечает группа исследователей под руководством Тома Рассела, и на данный момент им удалось распечатать водяные тяжи диаметром от 10 микрометров до 1 миллиметра и длиной в несколько метров. Технология печати основана на сохранении стабильной формы взвеси молекул воды в минеральном масле. Такая структура, помимо всего прочего, обладает способностью к деформации и памятью формы.
«Мы создали абсолютно новый класс материалов. Для их получения мы использовали основу из минерального масла с добавкой гидрофобных полимерных молекул, а также «чернила» из воды с добавкой гидрофильных частиц золота. Молекулы полимера соединяются с золотом, образуя «иголку», одна часть которой гидрофобная, а вторая – гидрофильная».
Таким образом, получившаяся структура обладает свойствами поверхностно-активного вещества. На границе воды и масла они формируют структуру, одна часть которой «любит» воду, а другая – масло. Благодаря этому можно создавать внутри масла нити из воды.
Схема технологии 3D-печати водой в масле: при наполнении водой золотые частицы окружают ее и формируют слой эластичной пленки на поверхности раздела фаз
Для самой же печати был модифицирован стандартный 3D-принтер: в его конструкцию добавили шприц с очень тонкой иголкой, через которую подается вода. Под нужным давлением струя воды формирует тонкую трубку в слое масла. Получившаяся нить обладает хорошей электропроводностью, что может применяться при создании электронных схем, в том числе и в гибкой электронике. Такие приборы могут быть полезны при создании медицинских гаджетов, стойких к растяжению и сжатию (например, для крепления на кожу или сгибательные поверхности).