Posebna vrsta črnila raziskovalcem omogoča tisk 3D magnetnih struktur, ki so zmožne različnih vrst gibanj, med drugim valjanja in skakanja.
Ekipa iz tehnološkega inštituta v Massachusettsu je razvila metodo za proizvodnjo mehkih 3D tiskanih struktur iz nove vrste črnila za 3D tisk, ki vsebuje majhne koščke magnetnega materiala.
»Mislimo, da bi bila ta tehnika zelo uspešna v biomedicinskih aplikacijah,« pravi Xuanhe Zhao, profesor oddelka za mehanični inženiring na univerzi MIT. »Lahko bi na primer natisnili strukturo okrog krvne žile, ter z magnetnim poljem regulirali dotok krvi ali pa z uporabo magneta usmerjali skozi prebavno cev napravo za odvzem tkiva, doziranje zdravila ali odpravo zagozde. Če želimo doseči poljubne lastnosti, jih je potrebno le oblikovati, simulirati in potem natisniti!«
Raziskovalci so novo tehnologijo predstavili z različnimi strukturami, ki se deformirajo pod vplivom magnetnega polja. Med drugim je zanimiv gladek prstan, ki se zguba, podolgovata cevčica, ki se s stiskanjem obeh koncev zapre, ploskev, ki se prepogne ter pajku podobna struktura, ki se lahko plazi, skače in vali dovolj hitro, da ulovi kotalečo se žogico. Natisnili so tudi strukture, ki se hitro raztezajo ali krčijo, ko jih raztegujemo, ter prstan z vgrajenim elektronskim vezjem, ki vsebuje tudi rdečo in zeleno LEDico.
»Razvili smo tudi tiskarsko platformo ter prediktivni model, ki ga lahko uporabi kdorkoli. Uporabniki lahko ustvarijo svoje strukture, jih potrdijo z modelom, ter jih nato natisnejo za opravljanje različnih funkcij,« je povedal Zhao. »S programiranjem kompleksnih informacij o strukturi, okolju ter magnetnem polju lahko uporabnik natisne celo inteligentne produkte, kot so roboti.«
Vsak sestavni del je bil ustvarjen iz novega 3D črnila, kateremu so raziskovalci dodali male magnetne delce. Ob šobo tiskalnika so namestili elektromagnet, s katerim so nadzorovali orientacijo magnetnih delcev med nanosom.
Med raziskavo so razvili različne strukture in naprave, ki so se zmožne skoraj v trenutku preoblikovati v zapletene oblike ali izvesti določene gibe, ki se pojavijo kot posledica ustreznega dražljaja zunanjega magnetnega polja. Te nove strukture so uvrstili med mehke aktuatorske naprave – stisljive materiale, ki se jih da oblikovati in so na različne načine tudi same zmožne določenega gibanja.
»Trenutno ne poznamo mehkih robotov, ki bi lahko delovali v zaprtem prostoru, kot je človeško telo, kjer morajo delovati brezžično. Zato mislim, da na tem področju naša tehnologija veliko obeta, ker se izvaja z magnetnim poljem, ker je vpliv hiter, močan, neškodljiv telesu, ter se lahko izvaja na daljavo, brez žic.« pravi Yoonho Kim, raziskovalni asistent na MIT.
Raziskovalci so v izdelke vdelali magnetne domene z različnimi orientacijami v različnih delih strukture. Ker so elastičnost materiala, porazdelitev domen, ter oblika magnetnega polja določeni, lahko njihov model pod danim magnetnim poljem predvidi obnašanje poljubne strukture, še preden je v resnici natisnjena. Model se je v eksperimentih izkazal kot zelo natančen. Čeprav to ni prvi magnetno aktiven material, sta gibljivost in natančnost struktur, ki so natisnjene s magnetnim 3D črnilom, zelo izboljšani.
Povzeto po:
https://www.rdmag.com/article/2018/06/scientists-use-magnetized-ink-create-3d-structures-move
Več o članku si preberite v PDF reviji!
