Công nghệ in 4D làm các vật thể tự lắp ráp khi gặp nguồn nhiệt

Một kỹ thuật in 4D mới tạo ra các cấu trúc phức tạp trong vài phút có thể được sử dụng để tạo ra các stent kích hoạt bằng nhiệt độ, viên thuốc và đồ nội thất phẳng.

In 4D tạo ra các vật thể 3D có thể thay đổi được hình dáng qua thời gian khi được kích thích bằng nhiệt, độ ẩm hoặc ánh sáng. Điều này rất có lợi trong việc tạo ra các cấu trúc có thể thích nghi với môi trường, nhưng thường là một quá trình khó khăn. Vật liệu thông dụng nhất sử dụng trong in 4D, những sợi polymer nhớ hình (shape-memory polymer), thường yêu cầu tối thiểu 5 bước để làm thành vật thể phù hợp. Hydrogels sử dụng đơn giản hơn nhưng lại quá mềm để đưa vào những cấu trúc cứng.

Zhen Ding tại Đại học Kỹ thuật và Thiết kế Singapore và các đồng nghiệp phát triển một phương pháp in các đối tượng 4D cứng nhanh chóng với một máy in 3D thương mại và một nguồn nhiệt.

Họ tạo ra nhiều dạng vật thể, bao gồm cả một bông hoa chi tiết đang úp cánh lại, một ngôi sao phẳng biến thành hình vòm và mạng lưới có thể kết dính và kéo dài. Các cấu trúc này được in từ máy in 3D sau đó làm nóng để khiến chúng cong lại.

Các sản phẩm này được in chỉ trong vòng 1 phút, bao gồm nhiều lớp Polymer nhớ hình cứng kết hợp với cao su đàn hồi (rubbery elastomer, là polymer có đặc tính đàn hồi).

Khi nung đến 45°C, các thành phần polymer nhớ hình giãn nở, cho phép lớp đàn hồi uốn cong. Khi nguội, các polymer nhớ hình cứng lại và khóa đối tượng vào hình dáng cong mới của nó./.

Trần Ngân (dịch từ newscientist.com)