تغطية شاملة

نجح الباحثون في طباعة مواد قادرة على تغيير نفسها بنفسها

وباستخدام الطابعات ثلاثية الأبعاد والحبر المعتمد على مواد طبيعية، تمكن باحثون جامعيون من طباعة الخشب وتخطيط شكله أثناء التجفيف. "سيحدث هذا التطوير ثورة في تصميم وبناء المباني التي تغير نفسها" ، هذا ما قاله أحد الباحثين

الطباعة ثلاثية الأبعاد. الصورة: موقع إيداع الصور.com
الطباعة ثلاثية الأبعاد. الصورة: موقع إيداع الصور.com

وفي دراسة جديدة نشرت مؤخرا في المجلة البوليمراتنجح فريق من الباحثين من الجامعة في تقليد عملية التجميع الطبيعي للخشب باستخدام الطابعات ثلاثية الأبعاد. تعمل نتائج البحث على تطوير نهج جديد لتصميم ونمذجة الأشياء القادرة على تصميم نفسها. تم إجراء البحث بقيادة البروفيسور عيران شارون من معهد الفيزياء في الجامعة، والبروفيسور عوديد شوسيوف من كلية الزراعة والبروفيسور شلومو مجديسي من معهد الكيمياء، بالتعاون مع طلاب الدكتوراه دورون كام وإيدو ليفين.

أدت الأبحاث في السنوات الأخيرة إلى تطوير مواد ذكية تجعل من الممكن تقليد الطريقة التي تنتج بها الطبيعة الأشكال، ومن ذلك تطوير أساليب جديدة لتصميم وتشييد المباني التي تغير شكلها. أحد المواد الأكثر شيوعًا التي يستخدمها الإنسان هو الخشب، وهو مادة ذكية تنكمش عندما تجف، وفي كثير من الأحيان، ستتشوه الهياكل الخشبية مثل الأسوار والطاولات المتروكة بالخارج بمرور الوقت. وفي محاولة لتقليد عملية التجميع الطبيعي للخشب، نجح فريق الباحثين في تطوير طريقة لطباعة الأسطح التي تتقلص وتتغير إلى أشكال متنوعة حسب البرمجة المسبقة. تتيح الطباعة ثلاثية الأبعاد بالطريقة الجديدة إنتاج هياكل معقدة بأقل قدر من النفايات. علاوة على ذلك، يتم استخدام حبر يعتمد على مواد نباتية طبيعية. "إن مادة الحبر فريدة من نوعها لدينا وتتكون من مواد خشبية يمكن تجفيفها والحصول منها على تشوهات وأشكال متنوعة لم يكن من الممكن الحصول عليها بشكل طبيعي في الماضي"، يشارك طالب الدكتوراه كيم.

يوضح البروفيسور شارون أنه في الواقع، "طورت دورون قدرة متقدمة على طباعة الخشب بطابعة ثلاثية الأبعاد، والآن أصبحنا قادرين على تخطيط معدل واتجاه انكماش الجسم المطبوع أثناء التجفيف، وهو ما يحدد شكله ثلاثي الأبعاد." خلال البحث، أنتجت الطريقة الجديدة شرائح من الخشب يمكنها محاكاة التواء قرون البذور أثناء التجفيف. وفيما يتعلق بالمنتجات النهائية يضيف البروفيسور شوسيوف ذلك "لقد تمكنا من الحصول على انحناء سطحي لا يمكن الحصول عليه بوسائل أخرى. على سبيل المثال، مع طي الورق العادي لا يمكننا الحصول على شكل السرج، بينما مع الطريقة الجديدة هذا ممكن."