Навукоўцы надрукавалі на 3D-друкарцы тое, чаго няма ў прыродзе

Матэрыял шварц прыдумалі матэматыкі і раней ён існаваў толькі ў тэорыі.

Інжынеры Універсітэта Райса (ЗША) надрукавалі на 3D-друкарцы «матэматычны цуд» - лёгкі і трывалы матэрыял шварц са складанай структурай, якая паўтараецца. Раней гэты матэрыял існаваў толькі ў тэорыі. Яго можна будзе выкарыстоўваць для стварэння нанаэлектронікі, малекулярных сіт, а таксама для будаўніцтва звышмоцных будынкаў і вытворчасці зносастойкіх дэталяў аўтамабіляў, піша hightech.fm.

Шварц, які атрымаў сваю назву па імені Германа Шварца - нямецкага матэматыка, які прыдумаў гэтыя структуры ў 1880-х, з'яўляецца матэматычным цудам, натхніў многіх інжынераў на стварэнне шматлікіх арганічных і неарганічных канструкцый і матэрыялаў. Аднак гэтыя структуры заставаліся тэарэтычнымі, пакуль 3D-друкаркі не далі магчымасць увасобіць іх.

Навукоўцы Райса разам з калегамі з Універсітэта Кампінас (Бразілія) даследавалі структуру шварцыта дапамогай мадэлі малекулярнай дынамікі, а затым надрукавалі яго ў форме палімерных кубоў. Сітаватая структура шварцыта была створаная пры дапамозе кампутарных алгарытмаў, але даследчыкі Райса выявілі, што могуць раздрукаваць яго на 3D-друкарцы і пратэставаць. На думку навукоўцаў, калі-небудзь з такіх «цаглінаў» можна будзе будаваць цэлыя будынкі.

«У іх сапраўды складаная геаметрыя; усе выгнута, унутраныя паверхні валодаюць адмоўнай крывізной, а марфалогія вельмі цікавая», - кажа Чандра Секхар Тывары, адзін з даследнікаў Райса.

Тэорыя паказвае, што на атамным узроўні гэтыя матэрыялы вельмі трывалыя, а таксама дэманструюць выдатныя паказчыкі дэфармацыі. «Важна тое, як матэрыял ламаецца, - мяркуе Тывары. - Нікому не трэба, каб рэчы ламаліся катастрафічна; трэба, каб яны ламаліся павольна. Гэтыя структуры цудоўныя тым, што калі прыкласці сілу да аднаго боку, яны будуць дэфармавацца павольна, пласт за пластом. З такога матэрыялу можна зрабіць цэлы будынак, і калі ён калі-небудзь упадзе, то абрынецца павольна, і ніхто не пацерпіць».

Наступным крокам навукоўцаў будзе паляпшэнне паверхняў дзякуючы выкарыстанню друкарак з лепшым разрозненнем і наступная мінімізацыя аб'ёму палімераў, каб атрыманыя блокі былі яшчэ лягчэйшыя. У будучыні яны плануюць друкаваць шварцыты з керамікі і металу.