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Ein Team von Forschern der University of New York at Buffalo und des MIT hat ein neues ferroelektrisches Metamaterial für den 3D-Druck mit Photopolymerisation entwickelt.
Das neuartige Komposit-Harz ist Berichten zufolge ein großer Schritt, um synthetische Materialien erschwinglicher zu machen. Es soll auch für eine Vielzahl von fortschrittlichen Anwendungen wie akustische Abschirmungen, Stoßdämpfer und sogar Elektronik geeignet.
Molekulare Ferroelektrika kombinieren elektromechanische Kopplung und elektrische Polarisierbarkeit, was ein großes Potenzial für reizabhängige Metamaterialien bietet. Trotz dieses Potenzials werden derzeitige physikalische Umsetzungen von mechanischen Metamaterialien durch das Fehlen von Rapid-Prototyping ferroelektrischer Metamaterialstrukturen behindert.
Die Wissenschaftler stellen in ihrer Arbeit eine kontinuierliche Rapid-Printing-Strategie für die volumetrische Aufbringung von wasserlöslichen molekularen ferroelektrischen Metamaterialien mit präziser räumlicher Kontrolle in praktisch jeder dreidimensionalen (3D) Geometrie mittels einer elektrofeldunterstützten additiven Fertigung vor.
Sie demonstrieren ein gerüstgestütztes ferroelektrisches kristallines Gitter, das eine Selbstheilung sowie eine reprogrammierbare Steifheit für die dynamische Abstimmung von mechanischen Metamaterialien mit langer Lebensdauer und Nachhaltigkeit ermöglicht. Eine molekulare ferroelektrische Architektur mit resonanten Einschlüssen zeigt dann eine adaptive Abschwächung von einfallenden vibroakustischen dynamischen Lasten über eine elektrisch abstimmbare Subwellenlängen-Frequenz-Bandlücke.
Die komplette Arbeit ist unter dem Titel “A 3D-printed molecular ferroelectric metamaterial” erschienen.
