Un cauciuc printabil 3D, de 15 ori mai rezistent la rupere, ar putea rezolva problema veche a materialelor elastice fragile
Materialele elastice printate 3D se rup ușor la uzură repetată, o limitare care ține roboții moi și electronica purtabilă departe de utilizare practică. Un cauciuc nou, dezvoltat la EPFL, arată de 15 ori mai multă rezistență la rupere, fără să piardă din flexibilitate.
Cercetătorii de la Laboratorul de Materiale Moi al EPFL (École Polytechnique Fédérale de Lausanne), din Elveția, conduși de Esther Amstad, alături de Eva Baur și John Kolinski, au dezvoltat un cauciuc printabil 3D cu o rezistență la rupere de 15 ori mai mare decât elastomerii standard folosiți în prezent, și o rezistență la oboseală, adică la uzura repetată prin îndoire, de 3 ori mai bună. Materialul rămâne flexibil, dar rezistă mult mai bine atât la șocuri bruște, cât și la uzura continuă.
Cum funcționează
Materialul, numit elastomer granular cu rețea dublă, combină particule de elastomer rigid înglobate într-o rețea moale de elastomer, în loc de o singură structură omogenă, ca la cauciucul obișnuit. Când materialul e supus la stres, tensiunea mecanică e redistribuită de la particulele rigide către rețeaua moale din jur, prin rearanjarea lanțurilor de polimeri. Când apar totuși fisuri, acestea urmează un traseu neregulat prin zonele moi, în loc să se propage în linie dreaptă, ceea ce previne ruperea catastrofală a piesei. Materialul e compatibil cu imprimante 3D obișnuite, fiind extrudat prin duza printerului la fel ca orice alt material printabil, deci nu e nevoie de echipament special ca să fie folosit.
Ce urmează
Aplicațiile vizate de echipă sunt electronica purtabilă, cum ar fi senzori și brățări flexibile lipite de piele, robotica moale, cu grippere și actuatoare flexibile, și dispozitivele biomedicale, zone unde materialele elastice actuale sunt limitate tocmai de compromisul dintre flexibilitate și durabilitate: ori sunt moi și se rup repede, ori sunt rezistente și rigide.
Cercetătorii spun clar că materialul nu elimină complet fisurarea, ci doar încetinește semnificativ propagarea daunelor. Rămâne de văzut cât de ușor și de ieftin poate fi produs acest tip de material la scară comercială, dincolo de laborator.
Sursă: New Atlas