Nonostante il fatto che la stampa 3D sia ancora considerata una nuova tecnologia, gli sviluppatori dell'Università di Harvard hanno dimostrato che i progressi si stanno rapidamente sviluppando. Il team di scienziati ha preso la stampante 3D come base e ha aggiunto una quarta dimensione.
Stampante 4D: cos'è
Con "stampante 4D" si intende l'uso non di 3 dimensioni (X, Y, Z) per la stampa di oggetti reali, ma anche della quarta dimensione - tempo (T).
Se aggiungi materiali speciali agli oggetti stampati che possono rispondere a fattori esterni, ad esempio freddo, acqua, questi oggetti possono muoversi e cambiare forma nel tempo, come i muscoli di una persona.
Come funziona la stampante 4D
La stampa 4D è l'ultima tecnologia basata sulla stampa 3D. Il miglioramento è che durante la stampa viene aggiunto uno strato intermedio di materiale "intelligente" in grado di assorbire l'umidità.
In questo caso, l'umidità è una fonte di energia per aumentare il volume del materiale dopo la stampa su una stampante 3D. Il soggetto principale viene prima elaborato dalla stampante, quindi con l'aiuto dell'acqua cambia e ottiene la forma desiderata.
Aiuto! Queste innovazioni consentono di stampare qualsiasi articolo in un tempo abbastanza breve. Proprio "Time" è la 4a dimensione.
Cosa può essere stampato su una stampante 4D
Il laboratorio di Harvard ha stampato molti articoli diversi che possono essi stessi assumere la forma richiesta o assemblare se stessi. Gli scienziati hanno dimostrato lacci auto-legati, piegando i mobili da soli. La nuova tecnologia viene utilizzata anche per altri scopi.
Protezione satellitare spaziale
Grazie a una stampante 4D, gli scienziati della NASA hanno realizzato uno speciale tessuto metallico che protegge i satelliti dai danni ed è necessario anche per la produzione di antenne elastiche.
Questa è una specie di "cotta di maglia" in argento con l'aggiunta di altri metalli. Il tessuto può essere compresso, allungato e piegato. Nonostante l'elasticità, il materiale è molto difficile da strappare. Si prevede che in futuro i satelliti imballeranno questo tessuto prima di andare in orbita, o con l'aiuto del materiale proteggeranno le tute spaziali e le stazioni spaziali.
Tecnologia militare
La stampa 4D sarà utilizzata nel campo chimico e nello studio della scienza dei materiali per l'industria della difesa. La stampante 4D consente di stampare nuovi sensori biochimici, materiali e accessori per chip.
Aiuto! Ora i progressi sono ostacolati dalla mancanza di dispositivi economici in grado di stampare oggetti ad alta risoluzione (circa 1000 volte più sottili dei capelli umani).
Utilizzare in medicina
I chirurghi di Shaanxi, in Cina, hanno eseguito con successo un intervento chirurgico complesso sulla trachea utilizzando la tecnologia di stampa 4D. Hanno installato uno stent tracheale per il paziente, che ha permesso loro di tenere aperti gli organi respiratori. Per la produzione dello stent, è stato utilizzato il materiale biologico policaprolattone, che si dissolve nel tempo - la degradazione nel corpo umano avviene entro tre anni. I chirurghi hanno precedentemente calcolato il tempo di dissoluzione dello stent stampato e il paziente non dovrà eseguire una speciale operazione di rimozione.
Un caso simile si è verificato in America. Garrett Peterson è nato con la broncomalacia quando le articolazioni sono molto morbide.
È possibile che nuovi biomateriali stampati su una stampante 4D andranno molto presto oltre la patologia del sistema respiratorio. Già conducendo ricerche in termini di recupero facciale.
In generale, molti scienziati che lavorano nel campo della stampa 4D prevedono la rapida crescita di oggetti e biomateriali del moderno metodo di stampa entro 5-6 anni
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