Feltaláltak egy elasztomer alapú tintát, amivel rugalmas eszközök, sőt, akár teljesen életszerűen működő protézisek alkothatók egy kereskedelmi forgalomban kapható 3D nyomtatóval. A mechanikus illesztések nélkül létrehozható tárgyak egyszerre rendelkezhetnek „csontokkal” és köréjük épült, rugalmas „hússal” is.
A svájci École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) kutatói olyan technikát mutattak be, ami potenciálisan átalakíthatja a viselhető eszközöket és a puha robotokat. Ezek létrehozása a funkcionalitás veszélyeztetése nélkül már régóta kihívást jelent, pedig a nehéz és merev anyagok használata nemcsak több mozgási energiát igényel, hanem kényelmetlenséget is okoz – különösen, ha viselhető eszközökről vagy protézisekről és implantátumokról van szó. Fontos lenne az ilyen megoldásokban az elasztomerek (olyan szintetikus polimerek, amelyek mechanikai tulajdonságai a merevtől a nyújthatóig terjednek) kiterjedtebb alkalmazása – egyrészt kényelmi szempontból, másrészt a funkcionalitás fokozása érdekében. A változó merevségű, összetett 3D-szerkezetekké alakítható eszközök előállítása viszont mindezidáig jelentős akadályt jelentett.
„Az elasztomereket általában úgy öntik, hogy az összetételük nem változtatható mindhárom dimenzióban, rövid hosszskálán. Ennek a problémának a megoldására fejlesztettük ki a 3D-nyomtatható, kettős hálózatú szemcsés elasztomereket (DNGE-ket), amelyek eddig soha nem látott mértékben tudják változtatni a mechanikai tulajdonságaikat” – mutatott rá Esther Amstad, az EPFL lágy anyagokkal foglalkozó laboratóriumának vezetője.
Eva Baur, a labor PhD-hallgatója egy olyan „emberi ujj” prototípusának nyomtatásához használta a DNGE-ket, ami merev „csontokkal” rendelkezik és rugalmas „hús” veszi körül. Az ujj, amelyet úgy nyomtattak ki, hogy előre meghatározott módon deformálódjon, jól demonstrálja a DNGE-kben rejlő lehetőségét: a belőlük előállítható tárgyak elég rugalmasak ahhoz, hogy hajlíthatók és nyújthatók legyenek, ugyanakkor elég szilárdak is, ami alkalmassá teszi őket tárgyak manipulálására.
A kutatók két elasztomerhálózatot terveztek, hogy megvalósítsák az eddig szinte lehetetlent. Az olaj- és vízemulziós cseppekből előállított elasztomer mikroszemcséit egy prekurzor oldatba helyezték, hogy megduzzadjanak. A mikrorészecskékből ezután készült el a 3D nyomtatható tinta, amiből bioprinterbe töltve hozzák létre a kívánt formákat. A prekurzor a 3D-nyomtatott struktúrában polimerizálódik is, létrehozva ezzel egy második elasztomerhálózatot, ami képes merevíteni a végül kinyomtatott tárgyat. A két hálózat a merevség, a szívósság és a tartósság kombinációjának elérése érdekében egymástól függetlenül finomhangolható.
A DNGE-k további előnye a napjainkban előszeretettel használt és jelenleg legkorszerűbbnek számító hidrogéllel szemben az, hogy vízmentes, stabilabb szerkezeteket alkotnak, ráadásul kinyomtathatók kereskedelmi forgalomban kapható 3D printerekkel.
A DNGE-k egyik legizgalmasabb lehetséges alkalmazása a mozgásvezérelt rehabilitációs eszközökben rejlik, ugyanis rendkívül hasznos azon képességük, hogy a mozgást egy adott irányban támogatni, míg egy másikban korlátozni tudják. Ez a technológia a protézisekben és a sebészeket segítő mozgásvezetőkben is megjelenhet a jövőben – véli Amstad, aki már dolgozik a következő lépésen: az aktív elemek, például érzékeny anyagok és elektromos kapcsolatok DNGE-szerkezetekbe építésén. A tudós csapata azt gondolja, a protézisek és implantátumok készítése mellett új robotikai megoldások is alkothatók az új töltőanyagból. A távoli mozgások érzékelésében például felbecsülhetetlen értéket teremthet, mondjuk robotok által támogatott terménybetakarítás vagy víz alatti kutatás során.
Gábor János
Főoldali kép: EPFL
Kapacitásbővítés, kutatás-fejlesztés, valamint munkavállalói képzés is szerepel abban a közel 200 millió euró értékű beruházássorozatban, amelyet gyöngyösi és csömöri telephelyein indít a fogyasztási cikkeket gyártó amerikai vállalat.
Gyorsabban haladnak a tervezettnél a paksi atomerőmű bővítésének munkálatai, így már a december 15-én kezdődő héten el tudják kezdeni a szakemberek az első beton öntését közvetlenül megelőző műszaki feladatok végrehajtását – jelentette be Szijjártó Péter külgazdasági és külügyminiszter december 9-én Moszkvában.