Ved at efterligne den måde, hvorpå orkidéer, liljer og andre planter bøjer og vender sig i vinden, er det nu lykkedes forskere at skabe ‘4D-printede’ strukturer, der er i stand til at ændre form, efter at de er blevet printet.
Forskerne mener, at metoden på sigt vil kunne hjælpe med at hele sår og i robotter til brug ved operationer. Det skriver LiveScience.com.
Som vi allerede ved, kan 3D-printere skabe objekter ud af forskellige materialer som plastik, keramik, glas og metal. Og endda også mere specielle ingredienser som chokolade og levende celler.
Maskinerne opbygger objektet ved at lægge lag efter lag af materiale på, præcis som almindelige printere lægger blæk på papiret – bortset fra at 3D-printere også kan lægge lag ovenpå hinanden og bygge tredimentionelle modeller.
LÆS OGSÅ: Banebrydende skridt mod 3D-print af nye organer
Forskerne henter inspiration fra naturen
Men nu mener forskerne altså, at de har lavet en ny printmetode, så de printede objekter bliver i stand til at skifte form.
Resultaterne er netop udkommet i det videnskabelige tidsskrift Nature Materials.
I udviklingen af de nye printmetoder har forskerholdet søgt inspiration i naturen, hvor de har set på planter, hvis slyngtråde, blade og blomster kan reagere på faktorer i omgivelserne, såsom lys og berøring.
»For eksempel kan grankogler åbne og lukke sig, afhængigt af hvor våde de er,« siger professor Jennifer Lewis, der er en del af forskergruppen bag den nye metode, til Livescience.com.
På samme måde er slyngtråde kendt for at kunne blive hårdere og krympe, og det gør dem i stand til at bøje og dreje.
LÆS OGSÅ: Mysteriet om agurkens sære opførsel
Forskerne kan styre fibrene
Plantestrukturer består i høj grad af fibre fra materialet cellulose. Lewis og hendes kolleger lavede på samme måde 3D-printede figurer af stive cellulosefibre, viklet ind i en blød hydrogel, som også kontaktlinser er lavet af.
Denne hydrogel vokser, når den nedsænkes i vand.
Forskerne kan på denne måde styre, i hvilken retning fibrene orienterer sig i de printede strukturer. Og disse retninger styrer igen, hvordan strukturer svulmer op under vand – meget lig den måde, som cellulosefibrene kontrollerer, hvordan planter spænder under pres, som dannes ved at frigive væske indeni dem.
Kort sagt kan forskerne bruge retningen af cellulosefibrene i strukturen til at programmere, hvordan de printede genstande skifter form.
LÆS OGSÅ: Nyt øre? 3D-printer skaber kunstige kropsdele
Bløde strukturer skal hele sår i fremtiden
På den måde opdagede forskerne, at de kunne få strukturerne til at ændre sig til kogler, sadler, flæser og spiral-forme, få minutter efter at de blev nedsunket i vand.
De fik flade ark til at vende og dreje sig til komplekse 3D-strukturer, der lignede orkidéer og liljer. Se hvordan det så ud, i videoen øverst i artiklen.
»I fremtiden kan planteinspirerede 4D-strukturer indeholde levende celler, der kan hjælpe med at hele sår,« siger Lewis til Livescience.
»Et andet formål kunne være tøj, der kan ændre struktur og form eller gennemtrængelighed, afhængigt af luftfugtighed, temperaturer og lignende. Det er den slags, vi arbejder hen imod i vores laboratorium.«
