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3D-gedruckte selbstreparierende Schuhe und Reifen in Kürze erhältlich

Forscher haben einen selbstheilenden Gummi entwickelt, der 3D-gedruckt werden kann. Das Material repariert sich innerhalb weniger Stunden von selbst.

Wir hatten alle dieses Lieblingspaar Schuhe das brach und war für immer verloren. Wir haben auch alle die Last einer Wohnung erlebt Reifen . Aber was wäre, wenn diese Erfahrungen der Vergangenheit angehören würden? Was wäre, wenn sich diese Gegenstände selbst reparieren könnten?

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Genau das waren Forscher an der Viterbi School of Engineering der University of Southern California arbeitet an . Und was sie erreicht haben, ist geradezu beeindruckend.

3D-gedruckter Gummi, der sich selbst repariert

Die Wissenschaftler haben ein 3D-gedrucktes Gummimaterial entwickelt, das sich selbst reparieren kann. Ja!, Sie haben richtig gehört. Das Material repariert sich einfach von selbst.

Industrie

Einfache selbstheilende Straßen können bis zu 80 Jahre dauern

Besser noch, das neue Material kann schnell hergestellt werden und hat unzählige Anwendungen in Branchen, die von der weichen Robotik bis zur Elektronik reichen. Dies liegt daran, dass es auf einem 3D-Druckverfahren basiert, das Photopolymerisation verwendet.

Photopolymerisation ist ein Prozess, bei dem sichtbares oder ultraviolettes Licht verwendet wird, um ein flüssiges Harz zu verfestigen. Dies wird durch eine Reaktion mit einer chemischen Gruppe namens Thiolen erreicht. Wenn Sie der Gleichung ein Oxidationsmittel hinzufügen, wandeln sich die Thiole in Disulfide um, eine ChemikalieGruppe, die sich selbst reparieren kann.

Die Forscher mussten das richtige Verhältnis zwischen diesen beiden Gruppen festlegen, um zu effektiven Selbstheilungskräften zu führen.

"Wenn wir das Oxidationsmittel allmählich erhöhen, wird das Selbstheilungsverhalten stärker, aber das Photopolymerisationsverhalten wird schwächer", erklärt Assistenzprofessor Qiming Wang . "Es gibt einen Wettbewerb zwischen diesen beiden Verhaltensweisen. Und schließlich haben wir das Verhältnis gefunden, das sowohl eine hohe Selbstheilung als auch eine relativ schnelle Photopolymerisation ermöglichen kann."

Schnelles Drucken

Die Geschwindigkeit, mit der Objekte mit diesem Material gedruckt werden, ist in der Tat sehr hoch. Die Forscher berichten, dass sie a drucken können. 17,5 Millimeter nur quadratisch 5 Sekunden !

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Das Drucken ganzer Objekte dauert ungefähr 20 Minuten. Aber wie wäre es mit der Zeit, die sie benötigen, um sich selbst zu reparieren? Das dauert einige Stunden, aber wir würden argumentieren, dass sich das Warten lohnt.

"Wir zeigen das tatsächlich bei unterschiedlichen Temperaturen - ab 40 Grad Celsius zu 60 Grad Celsius - das Material kann fast heilen 100 Prozent, "sagte Kunhao Yu, der der erste Autor der Studie war. "Durch Ändern der Temperatur können wir die Heilungsgeschwindigkeit manipulieren, selbst bei Raumtemperatur kann sich das Material noch selbst heilen."

Die Forscher testeten ihre Theorie an mehreren Produkten, darunter einem Schuhpad, einem weichen Roboter, einem mehrphasigen Verbundwerkstoff und einem elektronischen Sensor. Jetzt arbeiten sie an selbstheilenden Materialien mit unterschiedlichen Steifigkeitsgraden, um die Materialien zu erweitern. 'Anwendungen.

Die Studie ist veröffentlicht in NPG Asia Materials.

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