Создан четырёхмерный "умный" гидрогель

Крошечный шахматный король, трехмерная печать с термочувствительным гидрогелем, в холодной воде. Он содержит 73% воды, но остается твердым.

3D-печатью в наше время можно удивить разве что африканского аборигена. Даже на российском рынке появляются относительно недорогие бытовые 3D-принтеры и 3D-ручки. Однако наука не стоит на месте. Недавно учёные представили технологию 4D-печати. Что это значит? Неужели исследователи пробили путь в четвёртое пространственное измерение?

Нет, под «четвёртым измерением» чаще всего понимают время. То есть принтер нового поколения способен не только создавать объёмные объекты, но и изменять их форму и размеры.

Технология основана на применении гидрогеля – соединения, достаточно хорошо известного в науке и промышленности. Это полимерное вещество, способное впитывать и удерживать большое количество влаги, за счёт чего меняет форму и размер. Гидрогель можно сравнить с губкой. Из подобных веществ сегодня делают, к примеру, искусственные ткани и органы (такие, как глазные линзы). Однако весь потенциал этого вещества до настоящего времени был неизвестен.

Оказалось, что с помощью регулирования температуры, например, с помощью суховоздушного термостата, можно контролировать процессы впитывания и испарения воды, которым подвергается гидрогель, и с помощью этого изменять форму предметов из него. При более низкой температуре (ниже 32 градусов) гидрогель впитывает больше влаги и расширяется, а при более высокой температуре испаряет её и сжимается. Новая технология позволяет также изготавливать из него объекты разных размеров.

Предметы и детали из этого «умного» вещества могут пригодиться в самых разных сферах. Из него можно создавать средства для доставки лекарств, подвижные части механизмов, «мягких роботов», а также всё те же искусственные органы и ткани. Можно, к примеру, изготовить органы, с помощью которых робот перемещается или совершает какие-то сложные действия. Разработанная технология изготовления представляет собой вариант литографии, что позволяет за короткое время создавать большое количество предметов при относительно небольших затратах. До этого предметы из гидрогеля производились менее совершенным методом литья.