Пористые структуры, названные schwarzites, созданы с компьютерными методами, но исследователи Rice нашли, что имели возможность отправить эти с программ на принтеры и сделать макромасштаб, модели полимера для тестирования. Их образцы стремятся применять как возможно меньше материал и все еще обеспечить силу и сжимаемость.
Результатами, о которых информируют в Продвинутых Материалах, являются произведения искусства, каковые смогут когда-нибудь привести к наноразмерным электронным устройствам, катализаторы, компоненты батареи и молекулярные решёта, и в макромасштабе имели возможность стать высоким отношением груза, ударопрочными компонентами для строений, самолёта и автомобилей.Это может когда-нибудь быть быть может, они сообщили, дабы напечатать все строение как один schwarzite «кирпич».Schwarzites, названные в честь германского ученого Германа Шварца, что выдвинул догадку структуры в 1880-х, являются математическими чудесами, каковые вдохновили много органических и неорганических материалов и конструкций. Открытие в Rice взявшего Нобелевскую премию buckminsterfullerene (либо бакибол) предоставило предстоящее воодушевление ученым, дабы изучить дизайн 3D форм от 2-х поверхностей.
Такие структуры остались теоретическими, пока 3D принтеры не обеспечили первый практический метод сделать их. Рисовая лаборатория материаловеда Пуликеля Аджаяна, в сотрудничестве с исследователями в Университете Кампинаса, Сан-Паулу, изучила наращивание schwarzites при помощи молекулярных моделирований динамики и после этого напечатала те моделирования в формах кубов полимера.
«Конфигурации их вправду сложны; все изогнуто, у внутренних поверхностей имеется отрицательное искривление, и морфология весьма увлекательна», заявила Rice постдокторский исследователь Чандра Сехэр Тивои, что привел более раннее изучение, которое продемонстрировало, как морские ракушки защищают мягкие тела от экстремального давления, передавая напряжение везде по их структурам.«Структуры Schwarzite практически такие же», сообщил он. «Теория говорит о том, что в уровне атомов, эти материалы смогут быть весьма сильными. Оказывается, что создание геометрии, больше с полимером, дает нам материал с высокой допустимой нагрузкой груза».
Schwarzites кроме этого продемонстрировал отличные изюминки деформации, сообщил он. «Путь материал, разрывы серьёзны», сообщил Тивои. «Вы не желаете вещи сломаться катастрофически; Вы желаете, дабы они медлительно ломались. Эти структуры прекрасны, по причине того, что, если Вы используете силу к одной стороне, они медлительно искажают, слой слоем.«Вы имеете возможность сделать целое строение из этого материала, и в случае если что-то падает на него, он планирует разрушиться медлительно, исходя из этого что, в будет защищен», сообщил он.
Потому, что они смогут принять множество форм, команда Райса ограничила собственный расследование примитивными и gyroid структурами, у которых имеется периодические минимальные поверхности, как первоначально задумано Шварцем. В тестах, обоих переданных грузах через всю геометрию структур, не имеет значение, какая сторона была сжата.
Это сохранялось в моделированиях уровня атома, и для печатных моделей.Это было нежданно, сообщил Дуглас Гэльвэо, учитель в Университете Кампинаса, что изучает наноструктуры при помощи молекулярных моделирований динамики. Он внес предложение проект, в то время, когда Tiwary посетил Бразильский кампус как научный сотрудник через американское Физическое Общество и бразильское Физическое Общество.«Это – мало удивления, что кое-какие особенности на уровне атомов сохранены в печатных структурах», сообщил Гэльвэо. «Мы обсудили это, будет прекрасно, в случае если мы имели возможность бы перевести schwarzite ядерные модели на 3D печатные структуры.
По окончании некоего tentatives это трудилось в полной мере прекрасно. Эта статья – хороший пример действенного сотрудничества опыта теории».Исследователи заявили, что их следующий ход обязан будет усовершенствовать поверхности с принтерами более высокой резолюции и потом минимизировать количество полимера, дабы сделать блоки еще легче.
В далеком будущем они предполагают печатающий 3D schwarzites с керамическими и железными материалами по более великому масштабу.«Нет никакой обстоятельства, они должны быть блоками», сообщил аспирант соавтора и Райса Питер Оууор. «Мы по большей части делаем красивые кристаллы, каковые начинаются с единственной клетки, которую мы можем копировать во всех направлениях».