Команда исследователей из Гейдельбергского университета (Германия) разработала 3D-печатный полимер, который можно химически разлагать и перерабатывать

Репортаж от Wedoany，Исследовательская группа под руководством профессора Евы Бласко из Института молекулярной системотехники и перспективных материалов (IMSEAM) Гейдельбергского университета разработала 3D-печатный полимерный материал, который можно разлагать по требованию с помощью химических сигналов. Материал, сохраняя высокую механическую стабильность, может разлагаться на молекулярные компоненты в течение нескольких секунд и затем быть повторно использован для изготовления полимера с идентичными свойствами, что позволяет включить высокоточные аддитивно изготовленные детали в замкнутый материальный цикл.

Оптические аддитивные технологии часто используются для создания небольших сложных пластиковых структур в таких областях, как медицинская техника и мягкая робототехника, однако такие детали, отверждённые светом, обычно трудно разлагать и перерабатывать. Решение команды из Гейдельберга — метастабильный материал, чья точность, качество и механическая стабильность не ухудшаются, а процесс разложения зависит от заранее заданных точек разрыва внутри материала. Исследовательская группа выбрала в качестве основы полимер, чувствительный к определённым химическим сигналам: длинные молекулярные цепи соединены только в одной заранее заданной точке разрыва; когда специфический химический триггер воздействует на этот участок, вся молекулярная цепь разлагается при комнатной температуре в течение нескольких секунд. Исследователи сравнивают этот механизм с химическим ключом, который может открыть только соответствующий замок.

Используя этот материал в качестве высокоразрешающих «чернил», исследовательская группа изготовила множество сложных трёхмерных структур с микрометровыми деталями, подтвердив его пригодность для печати. Тесты по восстановлению компонентов показали, что полимер, повторно изготовленный после переработки, по свойствам идентичен исходному материалу. Результаты опубликованы в журнале Advanced Materials. Работа выполнена в рамках кластера передовых исследований «3D Matter Made to Order», реализуемого совместно Гейдельбергским университетом и Технологическим институтом Карлсруэ, и получила финансирование от Немецкого научно-исследовательского сообщества, Фонда Карла Цейсса и Фонда химической промышленности.