Testrészek is készülhetnek 3D nyomtatással a vadonatúj rugalmas-merev anyagból

Testrészek is készülhetnek 3D nyomtatással a vadonatúj rugalmas-merev anyagból
2024. 04. 22., 14:10

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.

Korszakalkotó megoldás született a rugalmas, merevíthető tárgyak 3D nyomtatására

„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.

Így készülnek a DNGE-k

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

Ha tetszett a cikk, kövesse az ÜZLETEMET
a Facebookon!

Még több friss hír

2024. 05. 24., 11:10
Az Európai Parlament 2024. április 24-én elfogadta a platformalapú munkavégzés munkakörülményeinek javításáról szóló irányelvét. A legfontosabb tudnivalókat dr. Szemán Péter, a Bán, S. Szabó, Rausch & Partners munkajogi csoportjának vezetője foglalta össze.
2024-05-25 16:44:25
13 milliárd forint vissza nem térítendő támogatásra pályázhatnak a vendéglátóhelyek, elsőként az egész évben nyitva tartó, vidéki éttermeknek nyílik meg a lehetőség május 27-től.

  BIZNISZPLUSZ PODCAST

Női pék, cukrász, kaviárszakértő is helyet kapott a rendezvény nagyszínpadán, hogy a fő téma, a „női energiák” mentén bemutassák a művészi szintre emelt szakmájukat. Nemes Richárd főszervező elárulja, hogy hogyan lehet még fenntarthatóbban működtetni egy műfajából adódóan sok hulladékkal járó gasztronómiai rendezvényt vagy milyen egyszerű ételekkel tudnak nagyot alkotni a Gourmet Fesztiválon bemutatkozó konyhák mesterei. Ha mindez nem lenne elég, kifejti, hogy a fine dining milyen vonásokkal ruházta fel a magyar vendéglátást az utóbbi pár évben és például hogyan lehet „veganizálni” megszokott fogásokat, amelyek ettől csak még jobbak lesznek! Vigyázat, étvágygerjesztő epizód!
Miközben a világ e-személyautó gyártói egyre élesedő versenyt vívnak a vásárlók kegyeiért, nem szabad elfelejteni, hogy a közlekedés károsanyag-kibocsátásának jelentős részéért a teherfuvarozás felel. Egyre több középtávú áruszállítást és utolsó mérföldes kézbesítést kiszolgáló depó elektrifikálja a járműflottáját és alakít ki hozzá megfelelő infrastruktúrát, ám nagyon nem mindegy, hogy az üzemeltetés mennyire tud hatékony és gazdaságos lenni – mutat rá ebben az epizódban Négyesi Szilárd, a Siemens Zrt. szakértője.
Újabb különleges hazai vállalkozás, az Ország Söre szavazást alapító Beerselection mutatkozik be a csatornán. A budapesti sörszaküzletbe hetente több tucatnyi újdonság érkezik, köztük akár olyan különlegességekkel, amelyekből egyszerre csak pár darab érhető el az egész országban. A sörkultúra hazai terjesztése fontos küldetés a tulajdonosoknak, hiszen akár 800-féle sörstílus létezik, miközben a legtöbb ember egyedül a lágert ismeri fel. A magyar sörrajongók által idén összeállított recept sorsáról, a kissé elhasznált „kézműves” kifejezés mögötti igazságról, illetve arról, hogy miért érdemes szaküzletben venni a sört a nagy áruházak helyett, Bárkai Péter mesél a BeerSelectiontől. Az ügyvezető persze igazságot tesz az örök, csapolt, palackozott, vagy dobozos kérdésben is...

  Rovathírek: GUSTO

13 milliárd forint vissza nem térítendő támogatásra pályázhatnak a vendéglátóhelyek, elsőként az egész évben nyitva tartó, vidéki éttermeknek nyílik meg a lehetőség május 27-től.

  Rovathírek: ATOMBUSINESS