Forscher des Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) und Meta haben gemeinsam ein 3D-druckbares Material entwickelt, das die Eigenschaften von biologischen Geweben nachbildet. Die Veröffentlichung im Fachjournal „Matter“ mit dem Titel „One-pot ternary sequential reactions for photopatterned gradient multimaterials“ beschreibt, wie diese Entwicklung den Bereich der Wearable-Technologie beeinflussen könnte und das Konzept des „erweiterten Menschseins“ vorantreiben kann.
Zusammenarbeit für Fortschritt im 3D-Druck
Das interdisziplinäre Team aus Ingenieuren und Chemikern konnte durch additive Fertigung ein einzigartiges Harz herstellen, das durch Lichtverwendung sanfte Steifigkeitsgradienten erzeugt. Diese imitieren die natürlichen Übergänge, wie sie in biologischen Strukturen zwischen Knochen und Muskel vorkommen. Diese Innovation begegnet der Herausforderung, realistischere Wearables zu schaffen, indem die mechanische Diskrepanz zwischen weichen Geweben und starren elektronischen Komponenten verringert wird.
Anwendungsbeispiel: Braille-Gerät
Zur Demonstration der Materialleistung entwarfen die Forscher ein 3D-gedrucktes tragbares Braille-Gerät, das Textnachrichten sofort in Braille übersetzen kann. Durch Anpassung der Lichtintensität im Digital Light Processing-DLP-3D-Druckverfahren konnte ein kontinuierlicher mechanischer Gradient von weich bis steif innerhalb eines einzigen Harzsystems erreicht werden.
Sijia Huang, Hauptautor und Ingenieur am LLNL, betont:
„Ein schönes Merkmal der additiven Fertigung ist, dass wir diese unmöglichen Strukturen erschaffen können, aber wir sind auch in Bezug auf die Materialeigenschaften etwas eingeschränkt.“
Die Forschung weist auf die Möglichkeit hin, tragbare Geräte mit anpassbaren Materialeigenschaften herzustellen, was in den Bereichen der Soft-Robotik, energieabsorbierenden Materialien und tragbaren Elektronik Anwendung finden könnte.
Beständigkeit und Vielseitigkeit
Ein wesentlicher Vorteil des neuen Materials ist seine Robustheit und Stabilität unter Licht- und Umgebungsbedingungen, was es von traditionellen Kunststoffen unterscheidet. Diese Entwicklung ist ein wichtiger Schritt im Bereich der polymeren Materialien mit variabler Steifigkeit und langfristiger Haltbarkeit.
