Forscher des Massachusetts Institute of Technology (MIT) sowie der Singapore University of Technology and Design (SUTD) entwickelten ein neues kunststoffartiges Material, das sich an seine Form „erinnert“. Das zuvor 3D-gedruckte Objekte konnte sich nach Gewalteinflüssen wie Drehen und Biegen nach Sekunden in seine Ursprungsform zurück formen. Der Auslöser dafür ist ein gewisser Temperaturpunkt, der erreicht werden muss.
Smarte Pillen und Solarzellen
Die Entwickler sehen bereits erste Anwendungsbereiche für das smarte Polymer. So könne laut Hersteller, beispielsweise die Innovation bei der kontrollierten Medikamentenabgabe eingesetzt werden. Das 3D-gedruckte Medikament mit der neuen Technologie, könnte dabei so programmiert werden, dass es sich erst bei einer gewissen Körpertemperatur auflöst.
Miniaturformen, die sich an die Ursprungsform erinnern
Diese neue Materialinnovation könnte überall da angewendet werden, wo Temperaturunterschiede herrschen. Beispielsweise könnten sich bei der Solargewinnung die Solarpaneelen gen Sonne ausrichten, für eine optimale Energieausbeute.
Man spricht bei der Innovation vom 4D-Drucken, wobei das neue funktionelle Material die zusätzliche Dimension darstellt. Die Entwickler betonen, dass das Material für jede vorstellbare Größe anwendbar ist. „Unsere Methode ermöglicht nicht nur 4D Druck im Mikrometermaßstab, sondern auch 10x Mal größere Formen, als sie derzeit mit herkömmlichen 3D-Druckern möglich sind,“ sagt Professor Qi “Kevin” Ge. „Das wird 4D Druck in einer Vielzahl von praktischen Anwendungen vorantreiben, einschließlich biomedizinischen Vorrichtungen, ausfahrbaren Luftfahrtstrukturen und formverändernde Photovoltaik-Solarzellen.“
Bislang formen sich nur nur kleine Objekte zurück
Das sich zurückformende Material befindet sich immer noch in der Testphase. Bislang ist eine signifikante Zurückformung lediglich bei kleinen Objekten beobachtbar. Je größer das Objekt, desto langsamer formt es sich in seine Originalform zurück (wenn überhaupt).
Zur Herstellung derart kleiner Teile wurde das SLA-Verfahren angewendet.
Um möglichst kleine Objekte herstellen zu können, nutze man die Technologie der Stereolithografie (SLA). „Die Hauptvorteile dieser Methode liegen beim schnelleren Drucken und einer besseren strukturellen Integrität, was das Drucken auf Mikrolevel erheblich verbessert,“ sagt MIT-Professor für Maschinenbau Nicholas X. Fang.
In Zukunft, so hofft Fang bessere Polymer-Kombinationen zu finden, die bei einer geringeren Temperatur, wie z.B. der menschlichen Körpertemperatur reagieren. Dann können „mehr Anwendungen demonstriert werden“. Bis dahin liegt also noch viel Arbeit.
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Bisher habe ich noch nie von einem Kunststoff gehört, dass sich nachträglich zurückformen kann. Für die Maschinerie meines Gewerbes brauche ich einige neue Kunststoffteile. Hoffentlich finde ich dafür einen passenden Anbieter, damit ich nicht die komplette Anlage neu kaufen muss.
Vielen Dank für den Artikel! Ich bin im Rahmen eines Projektes meines Studiums schon länger auf der Suche nach einem Material mit ähnlichen Eigenschaften. Daher ist es gut zu wissen, dass das hier vorgestellte Material noch in der Testphase ist. Da werde ich wohl erstmal noch auf andere Hersteller von Kunststoffteilen zurückgreifen müssen.