Home Forschung & Bildung Harvard Forscher stellen sich selbst verformende Strukturen mit 4D-Druck Methode her

Harvard Forscher stellen sich selbst verformende Strukturen mit 4D-Druck Methode her

Wissenschaftler der Harvard Universität entwickelten ein Verfahren, mit dem sich selbstständig verformende Strukturen am 3D-Drucker herstellen lassen. 

Mit dem „Biometrischen 4D-Druck“ wurden der Natur nachempfundene Pflanzenstrukturen gefertigt, die sich bei der Aufnahme von Flüssigkeit in eine vorab festgelegt Weise verformen. Dazu kombinierte das Team aus Forschern – unter ihnen auch Dr. Jennifer Lewis vom Harvard Ableger Voxel8 – ein speziell entwickeltes Hydrogel, das Zellulosefasern enthält, mit komplexen mathematischen Modellen.

Die Abschnitte der Objekte die sich verformen sollen, bestehen aus zwei Schichten, wobei eine dieser Schichten Wasser aufsaugt und sich dadurch biegt und die andere dem Objekt Stabilität verleiht. Im Rahmen der Studie druckten die Forscher zwei gleiche Blütenstrukturen, die sich nur in ihrer vorprogrammierten Verformung unterschieden und nach dem Eintauchen in Wasser unterschiedlich verbogen:

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Bild: Wyss Institute at Havard University

Weiters wurde eine künstliche Orchideenblüte aus dem Hydrogel gedruckt, die bei der Aufnahme von Wasser ihre Form veränderte: 

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Das neue Verfahren könnte etwa im Bereich der Elektronik und Robotik, in der Biomedizin oder auch für intelligente Kleidung Anwendung finden. Das Hydrogel könnte man auch mit anderen Materialien versetzen, um den Objekten beispielsweise elektrische Leitfähigkeit zu verleihen.

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QuelleSEAS Harvard University