Изпращат 4D предмети в космоса (видео)

/КРОСС/ Да се изстрелят товари в космоса струва скъпо - дори по стандартите на НАСА. Разходите варират от около 9 000 до над 40 000 долара за половин килограм. С такава цена тежестта е водещ въпрос при подготовката на всяка една мисия, което кара НАСА да търси иновативни начини за създаване на по-компактни товари.

Затова и разработването от учени от Технологичния институт в Джорджия на метод, при който 3D принтери служат за създаване на малки конструкции, които се разгъват, когато се излагат на топлина, може да се окаже от полза за разрешаване на проблема, съобщава TechCrunch.

Методът научната общност нарича 4D принтиране. При него 3D принтирани обекти променят своята форма след като бъдат принтирани. Четвъртото измерение е времето.

Работата на учените от Джорджия е публикувана в изданието Scientific Reports.

Също като при подобни проучвания от екипи като този от Масачузетския технологичен институт, и работата на екипа от Джорджия зависи от температурните промени, за да бъде дадено начало на трансформацията. Проучването на последните обаче се разграничава по това, че е основано на принципа на тенсегрити - като използва постоянното напрежение между серия от кабели и пръти, които поддържат структурната цялост.

Тази конструкция е лека, здрава и еластична, което я прави идеална за космически пътешествия. Тя може да остане компактна по време на полет и да се разгъне, когато е в орбита.

"Смятаме, че може да се построи нещо като антена, която първоначално е компресирана и заема малко пространство, но щом се загрее, да кажем само от слънчевата светлина, напълно да се разтвори", обяснява един от изследователите Джери Ци (Jerry Qi).

Основното в новите обекти са полимери с памет за формите - материали, които могат да заемат една форма, да я сменят с друга и след това да се върнат в първоначалната. В този случай подпорите са кухи, за да могат да бъдат държани временно сплескани. Еластични кабели, също произведени с 3D принтери, са прикрепени към края на подпорите, за да ги държат заедно и да осигуряват напрежение, когато обектите се разширяват.

След като бъдат принтирани 4D обектите остават плоски и се разгъват при топлина от 65 градуса по Целзий. За да се подсигурят, че структурите няма да се разширят твърде бързо, учените изграждат всяка подпора така, че да реагира на различна температура, като ги оставя сами да управляват порядъка, в който се събират отново.

Скоростта на разгъване се вгражда още в принтирането от изследователите като се използва принципа на проба и грешка. Проф. Глаусио Паулино (Glaucio Paulino) обрисува това програмиране като "памет".

"Паметта е вградена в подпорите", обяснява Паулино. "Те са гъвкав материал. Цялата памет е принтирана единствено в подпорите. Когато принтирахме, открихме техника, която ни позволява да принтираме тази памет", допълва той.

Засега конструкциите на екипа от Джорджия започват да се износват след няколко трансформации. Учените работят по отстраняване на този недостатък, а също така и по уголемяване на размерите на системата. В момента изследователите се намират все още твърде далече от изграждането на конструкции, достатъчно големи да подслонят човек. Въпреки че самата тенсегрити се използва на сравнително голям мащаб.

Терминът, измислен от американския инженер-конструктор Бъкминстър Фулър през 60-те години, се прилага към различни по големина структури, включително стадиони и мостове. Макар да не е често срещана в архитектурата, техниката е високо ценена за здравината си на фона на минималния брой материали.

Тя може да намери приложение и в биомедицината, изтъкват учените. Например, за вкарването на стентове в тялото - малки тръбички, които ще помагат за възстановяване на потока на кръвта.