Maria Luisa Lopez-Donaire و همکاران، فناوری DIW هدایت‌شده محاسباتی برای فعال کردن چاپ قوی جوهرها با ویژگی‌های رئولوژیکی در حال تکامل، فناوری های مواد پیشرفته (2023). DOI: 10.1002/admt.202370012
یک ماده خود ترمیم شونده
یک چاپگر هوشمند جدید با تطبیق مداوم پارامترهای اکستروژن، امکان ساخت مواد چند منظوره نرم را فراهم می کند. با ترکیب روش‌های تجربی و محاسباتی، مواد رسانا و مغناطیسی فعال را با خواص مکانیکی که بافت‌های بیولوژیکی را تقلید می‌کنند، چاپ می‌کند. اعتبار: UC3M
این خط تحقیقاتی بر توسعه ساختارهای چند منظوره نرم متمرکز است که شامل موادی با خواص مکانیکی است که بافت‌های بیولوژیکی مانند مغز یا پوست را تقلید می‌کند. علاوه بر این، زمانی که از طریق محرک های خارجی مانند میدان های مغناطیسی یا جریان های الکتریکی فعال می شوند، می توانند شکل یا خواص خود را تغییر دهند.
به این ترتیب، زمانی که از حداکثر چرخش تجاوز کنیم، ماده شکسته می‌شود و تغییر ناگهانی در خواص الکتریکی آن نشان می‌دهد و در نتیجه یک سیگنال هشدار ارائه می‌شود. با این حال، زمانی که زانو به حالت استراحت برمی‌گردد، قابلیت التیام مواد منجر به بهبودی می‌شود. سیگنال الکتریکی. از این طریق می‌توانیم حرکات خود را زیر نظر داشته باشیم و در مورد شرایط خطرناک پس از جراحی یا در طول دوره‌های توانبخشی هشدار دهیم.”
محققان دانشگاه کارلوس سوم مادرید (UC3M) نرم‌افزار و سخت‌افزاری را برای چاپگر 4 بعدی با کاربردهایی در زمینه زیست‌پزشکی ایجاد کرده‌اند. علاوه بر چاپ سه بعدی، این دستگاه امکان کنترل عملکردهای اضافی را نیز فراهم می کند: برنامه ریزی پاسخ ماده به گونه ای که تغییر شکل تحت میدان مغناطیسی خارجی رخ دهد یا تغییرات در خواص الکتریکی آن تحت تغییر شکل مکانیکی ایجاد شود. این دری را به روی طراحی ربات‌های نرم یا حسگرها و بسترهای هوشمند که سیگنال‌ها را به سیستم‌های سلولی مختلف منتقل می‌کنند، از جمله کاربردهای دیگر باز می‌کند.
این برگه یا سند یا نوشته تحت پوشش قانون کپی رایت است. به غیر از هرگونه معامله منصفانه به منظور مطالعه یا تحقیق خصوصی، هیچ بخشی بدون اجازه کتبی قابل تکثیر نیست. محتوای مذکور فقط به هدف اطلاع رسانی ایجاد شده است.
بر اساس انتشار دیگری که اخیرا در مجله منتشر شده است، محققان همچنین یک مفهوم ماده جدید ایجاد کرده اند که می تواند به طور مستقل و بدون نیاز به اقدامات خارجی خود را درمان کند. کامپوزیت ها قسمت B: مهندسی. این ماده شامل یک ماتریس پلیمری نرم است که با ذرات مغناطیسی با میدان پسماند تعبیه شده است. برای اهداف عملی، گویی آهنرباهای کوچکی در مواد توزیع شده است، به طوری که اگر شکسته شود، وقتی قطعات حاصل دوباره به هم نزدیک شوند. دانیل گارسیا گونزالس می گوید، آنها از نظر فیزیکی به بازیابی یکپارچگی ساختاری خود خواهند پیوست.
این نوع چاپ پیچیده است زیرا ماده ای که قرار است اکسترود شود در طول فرآیند چاپ از مایع به جامد تبدیل می شود. بنابراین درک دینامیک مواد برای انطباق با فرآیند تولید و به دست آوردن ماده ای ضروری است که در هنگام عبور از نازل چاپگر به اندازه کافی مایع باشد اما در عین حال به اندازه کافی جامد برای حفظ شکل خاصی باشد.
برای این منظور، آنها یک روش بین رشته‌ای توسعه داده‌اند که تکنیک‌های نظری و تجربی را ترکیب می‌کند و به آنها اجازه می‌دهد دستگاه چاپ را از ابتدا بسازند، هم بخش فیزیکی دستگاه (سخت‌افزار) و هم برنامه‌های رایانه‌ای که امکان کنترل آن را فراهم می‌کند (نرم‌افزار). ).
این فناوری به ما این امکان را می‌دهد که نه تنها نحوه چاپ ساختارهای سه‌بعدی را کنترل کنیم، بلکه به آنها این امکان را می‌دهیم که خواص یا هندسه خود را در پاسخ به عمل میدان‌های مغناطیسی خارجی تغییر دهند، یا توانایی تغییر خواص الکتریکی خود را در زمانی که آنها تغییر شکل می دهند.” یکی از محققین، دانیل گارسیا گونزالس، رئیس پروژه ERC 4D-BIOMAP (GA 947723) و دانشیار دپارتمان مکانیک پیوسته و تئوری ساختار UC3M توضیح می دهد.
دانیل گارسیا-گونزالس و همکاران، پدیده های سخت مغناطیسی الاستومرهای خودترمیمی را امکان پذیر می کنند. کامپوزیت ها قسمت B: مهندسی (2022). DOI: 10.1016/j.compositesb.2022.110357