I ricercatori hanno usato la stampa 4D per creare una valvola che si apre e si restringe a seconda della temperatura dell’acqua
Mentre la tecnologia di stampa 3D ha dimostrato di essere una soluzione rivoluzionaria con applicazioni tecnologiche ad ampio raggio, un certo numero di gruppi di ricerca hanno già iniziato a guardare oltre la stampa 3D, al regno della tecnologia di stampa 4D. Mentre un certo numero di successi 4D sono già stati raggiunti, i ricercatori dell’Università di Wollongong in Australia hanno creato qualcosa di notevole: una valvola stampata in 4d che si apre e si contrae automaticamente quando a contatto con acqua ad alte temperature.
La stampa 4d , per chiarire, è essenzialmente un’espansione della tecnologia di stampa 3D. Oggetti 4D stampati sono in genere inizialmente stampati in 3D utilizzando materiali che rispondono in modo diverso e assumono forme diverse in varie situazioni. Se esposto a certe situazioni – come il tempo, la temperatura, le vibrazioni o i campi magnetici – queste forme stampate in 3d iniziano a cambiare le loro forme o le loro funzioni, aggiungendo una nuova dimensione alla loro funzionalità. Ciò significa che i ricercatori possono facilmente progettare e stampare un oggetto 3D che trasformi in modo autonomo la sua forma o la sua funzione. Applicazioni mediche e tecnologiche non sono difficili da immaginare.
Non c’è da meravigliarsi che Marc in het Panhuis, lo scienziato che ha sviluppato questo progetto presso l’Università di Wollongong’s ARC Centre of Excellence for Electromaterials Science , paragona le strutture stampate in 4d a dei trasformatori.
Ma la valvola che lui e il suo team hanno creato – e descritto nel loro articolo sulla rivista Macromolecular Rapid Communications – è ancora più insolito in termini di stampa 4D, infatti la valvola viene stampata in quattro diversi tipi di idrogel. Ognuno di questi gel aggiunge proprietà diverse per l’intera struttura: durezza e morbidezza, flessibilità e forza – anche se la composizione della miscela può essere modificata per bilanciare i quatto fattori.
Come In Het Panhuis spiega, questa composizione ha permesso alla sua squadra di fare una valvola completamente autonoma. ‘Il bello di tutto ciò è, è che è un dispositivo di lavoro che opera appena tolto dalla stampante,’ In Het Panhuis scrive sul sito web della sua università. ‘Non c’è altro assemblaggio.’ Questo significa anche che non necessita di alcuna fonte di energia o di programmazione supplementare per funzionare. Gli attuatori che permettono il funzionamento della valvola sono stati completamente imitati da questi idrogel. ‘Quindi è una valvola autonoma, non c’è nessun input necessario diverso dall’acqua; essa si chiude quando rileva l’acqua calda, ‘ha spiegato.
Naturalmente questo è un applicazione piuttosto basica di ciò che la stampa 4D potrebbe raggiungere, ma In Het Panhuis spiega che gli stessi principi possono essere applicati a tutta una serie di esigenze mediche, tecnologiche e persino militari .
Gli stessi principi sono quindi preso a modello per applicazioni più sofisticate, che includono progetti come tubi stampati in 3d che cambiano dimensione a seconda delle esigenze di volume d’acqua degli utenti, oppure oggetti militari che si autodistruggono quando lasciati sul campo di battaglia. ‘Gli eserciti sul campo di battaglia lasciano sempre un sacco di elettronica sensibile. Se fosse possibile rendere l’elettronica stampata in 4d in modo da scomparire completamente per non permettere che cada in mano del nemico sarebbe una applicazione importante : il genere di applicazione che permette di acquisire molti finanziamenti dalle industrie militari e dagli Stati.
