Физики заставили полимеры самостоятельно складываться на свету

Внешне эффектный принцип действия самособирающегося кубика на деле довольно прост (фото North Carolina State University).

Исследователи из университета Северной Каролины разработали плоские пластиковые фигурки, которые самостоятельно собираются в трёхмерные объекты при освещении лампой.

Для получения такого эффекта авторы работы воспользовались прозрачными листами полистирола с предварительным механическим напряжением (аналогичный тому, что применяется в игрушке Shrinky Dinks).

Листы эти учёные пропускали сквозь принтер, который наносил на определённые участки поверхности толстые чёрные линии. Далее из листа выкраивалась нужная модель (скажем, развёртка куба).

При освещении лампой чёрная краска поглощала гораздо больше инфракрасного света, чем окружающий материал, моментально нагреваясь. Локальный нагрев пластика приводил к небольшому размягчению полимера в этих точках. Внутренние напряжения заставляли конструкцию изгибаться вдоль чёрных линий, так и происходила сборка предмета заранее заданной формы.

Учёные составили компьютерную модель процесса, выяснив, что для желаемого результата очень важна скорость нагрева поверхности чёрных линий: окружающий их пластик при этом не должен успевать заметно разогреться.

Изменяя ширину линий, можно регулировать угол сгиба, объясняют создатели метода. Авторы разработки по желанию получали и 90 градусов поворота плоскостей, и 120.

Новая техника самосборки совместима с различными методами печати и выпуска полимерных плёнок – струйной, трафаретной, рулонной технологией… Нанося такие чёрные «петли» с разных сторон листа, можно заставить его складываться в разные стороны. Таким образом появляется возможность получать из плоских выкроек различные объёмные формы, не прикасаясь к ним руками, а всего лишь освещая весь предмет ярким светом.

О своём изобретении американцы рассказали в статье в журнале Soft Matter.

Добавим, что ранее подобные самоскладывающиеся материалы реагировали на нагрев при прохождении тока по отдельным участкам, на общий нагрев всего предмета или капиллярные силы, возникающие при смачивании поверхности.



Учёные представили держащую человека сухую липучку

7 ноября 2011

Выпущен первый текстиль с постоянным золотым покрытием

3 ноября 2011

Электрическое поле превратило жидкость в твёрдое тело

13 октября 2011

Химики нашли новый путь к умному стеклу

22 сентября 2011

Японцы создали детектирующий радиацию пластик

9 сентября 2011
  • Александр Митькин  11 ноября, 13:40
    на сколько я понимаю, эта штука не многоразовая. Т.е. если убрать нагрев, то в начальное состояние кубик не придёт?
    ОтветитьНравится
  • Александр Морозов.  11 ноября, 13:44
    нет, не придет.
    Гдебы достать такой «предварительно напряженный» полистирол...
    ОтветитьНравится
  • Сергей Асташкин  11 ноября, 17:57
    -- Его можно делать самим..
    ОтветитьНравится
  • Павел Капитанов  14 ноября, 10:39
    Ого. Спамеры из вконтактика уже досюда добрались.
    ОтветитьНравится
  • Ольга Добрая  14 ноября, 10:40
    пошел отсель доктор ЗЛО!
    ОтветитьНравится
  • Илья Киселев  11 ноября, 14:44
    хм... а если поиграть с составом, на замедление нагрева, то можно устанавливать «очередность» сгибов

    где применить такую штуку...*)

    ОтветитьНравится
  • Ольга Добрая  11 ноября, 15:03
    самосборная мебель. Привез в разложенном состоянии, распаковал и она сама собралась за несколько секунд. :-)
    ОтветитьНравится
  • Илья Киселев  11 ноября, 16:23
    ИКЕЯ НЕГОДУЕ!!!
    ОтветитьНравится
  • Александр Митькин  11 ноября, 21:07
    теоретически, это может быть какой-то механизм. На подобии механизмов на пружинке, а они были в своё время, очень сложными.
    ОтветитьНравится
  • виталий савченко  13 ноября, 08:08
    http://www.youtube.com/user/meduzalogos?feature=mhee#p/a/f/2/SdsLSMUeSDU
    ОтветитьНравится
  • OLGa STENINa  11 ноября, 16:17
    Вот Мне тоже Интересно где собираются применять такую Технологию...Ну да,Ольга,где же взять такой огромный светильник,который бы нагреет эту мебель?+)
    ОтветитьНравится
  • Алекс Шталь  11 ноября, 16:24
    А Солнце, по-вашему, не греет?
    За земной атмосферой приличные температуры (не в пространстве, разумеется, а на поверхности)
    ОтветитьНравится
  • Сергей Асташкин  11 ноября, 17:57
    -- Молодцы.. интересно..
    ОтветитьНравится
  • Иван Касьянов  11 ноября, 20:12
    У меня со школьных времен остались интереснейшие развертки многогранников, интересно можно будет заставить самособраться правильно продленный додэкаэдр второго порядка?
    ОтветитьНравится
  • Илья Лягин  11 ноября, 20:32
    Леонид
    Наверное, всё-таки авторы не физики...
    www.ncsu.edu/directory/moreinfo.php?username=jgenzer
    www.ncsu.edu/directory/moreinfo.php?username=mddickey
    Оба с факультета «Chemical and Biomolecular Engineering» (остальных искать лениво)...
    К физике они имеют такое же отношение, как я — к кардабалету... ))
    ОтветитьНравится
  • Александр Митькин  12 ноября, 09:34
    Я думаю, что можно создать конструкцию периодического действия и получить, например цветок, который будет распускаться утром и сворачиваться вечером.
    ОтветитьНравится
  • Алексей Назьмов  12 ноября, 10:18
    Вот эта идея — супер!:)
    ОтветитьНравится
  • Михаил Тоцких  12 ноября, 11:25
    Лавочки под подъезды такие делать ))) Чтобы на ночь скукоживались ))) А то сидят на них пиво пьют и под окнами орут )))
    ОтветитьНравится
  • Михаил Тоцких  12 ноября, 11:47
    Солнечные батареи раскрывать в космосе будет просто шикарно — особенно на микроспутниках.
    ОтветитьНравится
  • Сергей Асташкин  13 ноября, 10:13
    -- Всё это интересно совсем в другом приложении,чем всё тут обсуждается..
    ОтветитьНравится
  • Дмитрий Дихтярь  13 ноября, 12:25
    Ну и где, позвольте узнать?
    ОтветитьНравится
  • Олег Апарцев  14 ноября, 10:42
    Интересные приводные механизмы — актюаторы.
    Но не сказано, сколько циклов сборки материал может выдержать, и при каких условиях его можно возвращать в исходное состояние.
    ОтветитьНравится
  • Олег Сергиенко  14 ноября, 12:27
    если авторы смогут добиться цикличности движения при нагреве и обратно при охлаждении, тогда это хороший движитель для исследовательского модуля. Скорость передвижения один день один шаг. Для космоса, не знаю, речь идет о пластике, а он к низким температурам не пригоден. Но сама идея хороша, хотя и не нова. Что то подобное я читал в ЮТ еще в до перестроечное время.
    И вот вам еще один аспект. Можно добиться цикличности затеняя рабочие участки.
    Например, при нагреве затеняется один участок и открывается другой, потом нагревается другой и открывается затененный ну и так далее до достижения поступательного движения.
    ОтветитьНравится
  • Александр Митькин  14 ноября, 12:29
    здесь нет особых сложностей. Это можно сделать
    ОтветитьНравится
  • Shamil Dzhanbolatov  15 ноября, 03:44
    А можно добиться высокой скорости работы?
    ОтветитьНравится
  • Сергей Пономарев  16 ноября, 00:35
    Там,где краска нанесена нагревается быстрее и сгибается — это понятно. А если нагрев продолжить? И если кубик чуть дольше на солнышке полежит, не станет ли он шариком?
    ОтветитьНравится
  • Олег Апарцев  16 ноября, 08:04
    Думаю, что он «раскиснет», оплывет под силой тяжести.
    ОтветитьНравится