چاپ سه بعدی را فراموش کنید، چاپ چهاربعدی در راه است

چاپ سه بعدی را فراموش کنید، چاپ چهاربعدی در راه است. اشیاء با قابلیت «تغییرشکل در طول زمان» به کمک یک چاپگر چاپ می‌شوند.

چاپ سه بعدی در حال منسوخ شدن است. به دنیای چاپ چهاربعدی خوش آمدید. گروهی از دانشمندان تکنیکی را برای چاپ اشیاء ایجاد کرده‌اند که این امکان را می‌دهد که اشیاء با توجه به محیط، شکل خود را در طول زمان تغییر دهند.

تغییر شکل اجسام چاپ شده با چاپ چهاربعدی

محققین می‌گویند که ساختارهایی که به کمک این چاپگر چاپ می‌شوند وقتی داخل آب غوطه‌ور شوند می‌توانند تغییر شکل داده و به طرح‌هایی زیبا و پیچیده تبدیل شوند. علاوه بر این می‌توان این چاپگر را طوری درست کرد که بتوان به کمک آن اشیائی را چاپ کرد که به هنگام حرارت دادن یا سرما دادن یا عبور جریان الکتریکی به اشکال از پیش تعیین شده‌ای تبدیل می‌شوند.

محققین می‌گویند از این فناوری می‌توان برای تولید ایمپلنت‌های نوین پزشکی با قابلیت «تغییر شکل به هنگام قرار گرفتن در بدن» استفاده کرد.

دکتر جنیفر لویس از دانشگاه هاروارد در این زمینه می‌گوید: «این کار نشان دهنده یک پیشرفت فوق‌العاده در مونتاژ مواد برنامه‌پذیر است که به کمک تحقیقات و مطالعات بین‌رشته‌ای ممکن شده است.ی میسرای ما برای خلق ساختارهایی با قابلیت تغییر شکل، مرزهای یکپارچه‌سازی فرم و عملکرد را در نوردیده‌ایم.»

این محققین که نتایج تحقیقشان در ژورنال «نیچر متریالز» به چاپ رسیده برای توسعه این فناوری از رشد و تغییر شکل گیاهان در طول زمان الهام گرفته‌اند. گل‌ها و گیاهان بافت‌هایی با ساختارهای میکروسکوپیک دارند که به هنگام تغییر محیط باعث تغییر شکل آنها می‌شود. این موضوع به این معناست که برگ‌ها می‌توانند باز و بسته شوند یا گل‌ها در پاسخ به تغییر در دما یا رطوبت باز می‌شوند.

چاپ چهاربعدی

دکتر لویس و تیمش از یک هیدوژل استفاده کردند که وقتی درون آب قرار می‌گیرد متورم شده و بزرگ می‌شود. با طراحی ساختارهای ویژه آنها توانستند نحوه تغییر شکل اشیاء به هنگام قرار گرفتن در آب را تعیین کنند. جوهر هیدروژل از الیاف سلولوز مشتق شده از چوب ساخته شده‌اند که از لحاظ ساختاری، مشابه ساختاری است که به گیاهان قابلیت تغییر شکل را می‌دهد. زمانی که جوهر هیدروژل به شکل مورد نظر چاپ شد، ژل سخت می‎شود و وقتی که متورم و بزرگ شد، با توجه به ساختار طراحی شده اولیه به طرح مورد نظر تغییر شکل می‌دهد.

دکتر الیزابتا ماتسوموتو یکی از اعضای تیم تحقیق می‌گوید: «مدل ریاضی ما روش چاپی را که منتهی به دستیابی به اشیاء با قابلیت تغییر شکل می‌شود تعیین می‌کند. ما می‌توانیم میزان خمیدگی را هم به صورت مجزا و هم به صورت پیوسته به کمک روش قابل تنظیم و قابل برنامه‌ریزی خود کنترل کنیم.»

چاپ چهاربعدی

تیم تحقیق ادعا می‌کند می‌توان ماده اولیه چاپ را به منظور «قابلیت پاسخگویی به محرک‌های دیگر» تغییر داد. به این معنی که می‌توان اشیائی را به کمک این روش ساخت که در مقابل جریان الکتریکی یا برخی محیط‌های بیولوژیکی مشخص تغییر شکل می‌دهند.

سیدنی گلدمن یکی دیگر از اعضای تیم تحقیق می‌گوید: «ما به کمک یک ماده اولیه و در یک مرحله چاپ می‌توانیم اشکال هندسی تولید کنیم که در مقایسه با اشکال تولیدی به سایر روش‌ها از پیچیدگی بیشتری برخوردارند. علاوه بر این ما می‌توانیم به کمک مواد اولیه مختلف، اشیائی بسازیم که در مقابل جریان الکتریکی یا برخی محیط‌های بیولوژیکی مشخص تغییر شکل می‌دهند.»

پروفسور ماهادوان استاد ریاضیات کاربردی در دانشگاه هاروارد بیان می‌کند این فناوری می‌تواند راه‌های جدیدی برای خلق وسائلی با قابلیت تقلید از طبیعت باز نماید. وی بیان می‌کند: «این فوق‌العاده است که بتوانید برخی قابلیت‌های طبیعت را درون یک ساختار مهندسی بازطراحی کنید.»

منبع: http://www.fardanama.com