Chế tạo vật liệu mềm và đàn hồi như mô người nhờ công nghệ 3D
14:35 14/02/2021(VietQ.vn) - Nhờ công nghệ 23D các nhà nghiên cứu của Mỹ đã chế tạo ra một vật liệu polymer tinh khiết mềm và đàn hồi như da người.
Việt Nam đủ tiềm năng sản sinh những nhà công nghệ vượt trội
ADB: Thúc đẩy công nghệ kỹ thuật số là chìa khóa phục hồi hậu Covid-19 của Châu Á
ISO 14034 - Hỗ trợ doanh nghiệp tiếp cận thị trường công nghệ sinh thái
Ứng dụng công nghệ cao trong sản xuất, tái chế rác thải nhựa
Nhóm nghiên cứu của Trợ lý Giáo sư Vật liệu Christopher Bates tại Đại học California ở Santa Barbara (Mỹ) đã phát triển loại chất đàn hồi in 3D với độ mềm và đàn hồi có đặc tính cơ học giống mô người. Kết quả nghiên cứu được đăng trên tạp chí quốc tế Science Advance.
Chất đàn hồi thông thường (cao su) thường cứng do kích thước và hình dạng của các polymer cấu thành là phân tử dài, tuyến tính. Điều khiến vật liệu này mềm và đàn hồi như mô người không phải do chứa nước và dung môi bên trong, mà yếu tố quan trọng bởi đây là vật liệu polymer tinh khiết có ưu điểm dễ dàng duy trì cấu trúc các phân tử, đem lại độ đàn hồi vật lý giống mô người.
Mỹ chế tạo ra vật liệu polymer tinh khiết mềm và đàn hồi như da người. Ảnh: Phys
Về cấu trúc nano, vật liệu có thêm các sợi polymer nhỏ, gắn xung quanh trục phân tử polymer dài, tạo nên độ đàn hồi mềm mại cho vật liệu. Ngoài ra, nhóm nghiên cứu sử dụng công nghệ in 3D để xếp các lớp vật liệu polymer sao cho cấu trúc của vật liệu mới này nhỏ hơn 1.000 lần so với cấu trúc của cao su và các loại polymer thông thường. Christopher Bates cho biết, khả năng đàn hồi của vật liệu mới có thể được ứng dụng để mô phỏng sinh học hoặc tích hợp trong các thiết bị cảm ứng điện tử, đặc biệt phát triển vật liệu cấy ghép ứng dụng trong y học.
Công nghệ in 3D không quá phức tạp mà đơn giản đây là quá trình sản xuất các chất liệu (nhựa, kim loại hay bất kỳ thứ gì khác) theo phương cách xếp từng lớp với nhau để tạo nên một vật thể 3 chiều. Công nghệ in 3D có nguyên tắc hoạt động như các hệ thống máy chụp CT hay cộng hưởng từ (MRI). Các thiết bị này có khả năng quét và chụp cắt lớp bất kỳ bộ phận nào trên cơ thể người. Và nếu như xếp chồng các lớp này lại sẽ tạo nên một hình ảnh 3 chiều của cơ quan, bộ phận trên cơ thể. Và điều này hoàn toàn tương tự như công nghệ in 3D.
Tùy vào cách thức xếp chồng và xây dựng mô hình 3D và vật liệu cấu thành, công nghệ in 3D được phân thành 3 nhóm chính gồm: Công nghệ in 3D sử dụng vật liệu in 3D dạng nhựa dẻo và phi kim loại; Công nghệ in 3D từ vật liệu kim loại; Công nghệ in 3D sử dụng vật liệu hữu cơ.
Nghe có vẻ khó tin nhưng công nghệ in 3D đã được phát triển và ứng dụng vào thực tế từ những năm 1980 bởi Charles Hull (người sáng lập công ty in 3D danh tiếng Systems Corporation). Tuy nhiên, thời điểm đó giá thành để sản xuất một máy in 3D rất đắt, khoảng 100.000 USD, thậm chí là 400.000 USD. Điều này ảnh hưởng rất nhiều đến sức mua và sự phổ biến của công nghệ này.
Sau thời gian phát triển nhanh chóng của khoa học công nghệ, in 3D dần dần được phổ biến và giảm giá thành. Ngày nay, bạn có thể bắt gặp rất nhiều đồ dùng trong cuộc sống sử dụng công nghệ in 3D như đồ chơi trẻ em, chi tiết máy móc, ốp lưng điện thoại, răng giả... với giá bán rất rẻ và cạnh tranh.
An Dương (T/h)
