Des chercheurs de l’Université de Fribourg et de l’Université de Stuttgart ont développé un nouveau procédé pour produire des systèmes de matériaux mobiles et auto-ajustables avec des imprimantes 3D standard. Ces systèmes peuvent subir des changements de forme complexes, se contractant et se dilatant sous l’influence de l’humidité d’une manière préprogrammée.
Les scientifiques ont modélisé leur développement sur la base des mécanismes de mouvement d’une plante grimpante spécifique (Dioscorea bulbifera). Avec leur nouvelle méthode, l’équipe a produit son premier prototype : une attelle d’avant-bras qui s’adapte au porteur et qui peut être développée pour des applications médicales. La recherche, qui présente cette approche de programmation de matériaux pour la conception de systèmes de matériaux auto-formés imprimés en 4D basés sur des modèles biologiques, a été publiée dans la revue Advanced Science .
L’impression 4D – dans laquelle des changements de forme prédéterminés peuvent être déclenchés par un stimulus – élargit considérablement les applications potentielles des systèmes de matériaux. Les changements de forme sont rendus possibles par la composition chimique des matériaux, qui sont constitués de polymères sensibles aux stimuli.
Pour produire des systèmes de matériaux qui réagissent aux changements d’humidité, les chercheurs ont combiné plusieurs couches de gonflement et de stabilisation pour réaliser un mécanisme de mouvement complexe – une structure enroulée qui se resserre en dépliant des « poches » et qui peut se desserrer d’elle-même lorsque les poches relâcher et la structure enroulée revient à l’état ouvert.
Forschende der @UniFreiburg und der #UniStuttgart entwickelten ein neues Verfahren, um sich selbst-anpassende Materialsysteme im 3-D-Drucker herzustellen. Als ersten Prototyp wurde eine Unterarmschiene produziert, die sich an den/die Träger*in anpasst. https://t.co/5tUCEsmERZ pic.twitter.com/UYcsUYmznP
— Uni Stuttgart (@Uni_Stuttgart) July 12, 2021
Source: https://www.uni-stuttgart.de/- 08/07/21