Logo
Cover

Команда американских исследователей разработала материал, который затвердевает под действием света при комнатной температуре. При этом он сохраняет твердость даже после удаления источника света. Второй созданный ими полимер, напротив, при облучении становится жидким. По мнению авторов работы, у подобных соединений большие перспективы — в первую очередь, в трехмерной печати.

54

Большинство химических веществ переходят из одного фазового состояния в другое под действием температуры или давления. Например, чтобы растопить лед, нужно его нагреть или повысить давление вокруг него. Однако некоторые вещества остаются твердыми даже при экстремальных температурах и показателях давления, отмечает Phys.org. К ним относятся так называемые ковалентно сшитые полимеры.

Ученым известно, что такие полимеры можно «запрограммировать» на совершение фазового перехода при воздействии света. Но, к сожалению, это лишь временная трансформация: когда стимул удаляют, материал возвращается к первоначальному состоянию.

Ученые, работавшие под руководством сотрудников Колорадского университета (США), преодолели это ограничение. Они создали два новых полимера, которые меняют агрегатное состояние под воздействием света и остаются в новой фазе даже после его выключения. Один из полимеров из твердого становится жидким, а другой — из жидкого твердым.

Фазовый переход у этих материалов происходит при облучении ультрафиолетовым светом с длиной волны 365 нм в течение пяти минут.

Жидкий полимер содержит особые основания, которые приводят к отвердеванию на свету. Твердый меняет фазу иначе. D ответ на УФ-изучение в нем высвобождается катализатор, который ослабляет химические связи В результате полимер становится жидким. Однаrо применив свет с другой длиной волны, материал вновь можно сделать твердым.

На основе таких материалов можно создавать структуры, часть которых будут жидкой, а часть — твердой. Ученые продемонстрировали этот принцип, напечатав крошечную литографию бизона — символа Колорадского университета. Используя две разные длины света, они создали жидкое изображение на твердом фоне и твердое изображение на жидком фоне. Несмотря на сочетание двух фаз, структура подолгу оставалась стабильной.

По мнению исследователей, их разработка найдет применение во множестве областей, в первую очередь, в 3D-печати.   

В китайском городском округе Инчуань откроется крупнейшая в мире фабрика 3D-печати. За год на ней планируется напечатать десятки тысяч тонн продукции. Помимо 12 больших принтеров, здесь будут трудится промышленные роботы.