Новая технология создает 3D-объекты, увеличивающиеся при нагревании

Исследователи из Технологического института Джорджии разработали метод 3D-печати, позволяющий создавать объекты, которые могут впоследствии увеличиваться в размерах. Изобретение может быть полезно, например, в космических миссиях по освоению других планет.

Для создания таких объектов ученые применили тенсегрити — принцип построения конструкций, который использует взаимодействие элементов, работающих одновременно на сжатие и на растяжение (термин введен в 1961 году инженером и архитектором Ричардом Фуллером). Сжатые элементы исследователи произвели из полимеров с памятью формы, которые раскрываются при нагревании.

«Тенсегрити-структуры чрезвычайно легкие, но в то же время очень прочные, — говорит один из авторов исследования Глаусио Паулино. — Именно по этой причине они представляют большой интерес применительно к изучению космоса. Главная цель состоит в том, чтобы найти способ устанавливать масштабные объекты, которые изначально будут занимать мало места».

Ученые использовали 3D-принтеры для создания опорных элементов, похожих на трубки. Каждый такой элемент имеет внутри полость, которая проходит по всей его длине, а также точку крепления к сети эластичных кабелей — связующих элементов, которые тоже изготавливаются при помощи 3D-печати.

Если нагреть такую структуру до 65 °С, то ее можно будет сделать частично плоской, например, сложить в виде английской буквы W. В охлажденном состоянии она сохранит такую форму, но впоследствии полученный объект можно снова нагреть, и он вернется к своему прежнему виду. «Мы думаем, что таким способом можно построить, например, что-то вроде антенны, которая изначально сжимается и занимает мало места, но затем, стоит ей нагреться, скажем, от солнечного света, как она полностью раскрывается», — говорит Джерри Ци, профессор кафедры машиностроения в Технологическом институте Джорджии и один из авторов исследования.

Разработка способов применения технологий 3D-печати для освоения космоса уже давно занимает исследователей по всему миру. Так, ученые из Карлтонского университета в Канаде недавно разработали космический 3D-принтер, который способен не только печатать жилые модули будущих поселений человека на Луне и Марсе, но и «размножаться», то есть печатать другие такие же принтеры, что позволит сэкономить на дорогих запусках грузовых космических кораблей.