4D-materiale går fra mykt til hardt på et øyeblikk

Ved hjelp av magneter, jernkorn og olje kan en ny type 4D-printing herde på et øyeblikk. Forskerne håper det i fremtiden kan bruges til alt fra knebeskyttere til hjelmer.

Ved hjelp av magneter, jernkorn og olje kan en ny type 4D-printing herde på et øyeblikk. Forskerne håper det i fremtiden kan bruges til alt fra knebeskyttere til hjelmer.

Julie Mancini/LLNL

Forskere fra Lawrence Livermore National Laboratory i USA har funnet opp et materiale som er mykt og føyelig og kan presses sammen på alle kanter, men som kan bli stivt og hardt på brøkdelen av et sekund.

Materialet består av en struktur av plastrør som er fylt med mikroskopiske jernkorn og olje.

Når materialet kommer i nærheten av et magnetisk felt, retter jernkornene seg inn etter de magnetiske feltlinjene, slik at strukturen stivner.

Det nye materialet består av en struktur av plastrør som fylles med olje og jernkorn. Modellen her er tre centimeter lang.

© Julie Mancini/LLNL

Oppfinnelsen er et eksempel på 4D-printing: Materialene er 3D-printet, men har en ekstra dimensjon: De kan endre form eller funksjon når de utsettes for bestemte forhold.

Det kan for eksempel være endringer i trykk eller temperatur. I dette tilfellet er det magnetisk påvirkning.

Kan brukes i fremtidens hjelmer

Materialet produseres ved å 3D-printe strukturen av plastrørene. Deretter sprøytes oljen med jernkornene inn, og åpningene i plaststrukturen lukkes.

Forskerne skapte på den måten ulike modeller som de testet i magnetiske felter.

Forsøkene viste at når strukturene ble flyttet fra en avstand på 8 centimeter fra en magnet til 1 centimeter, ble de 62 prosent hardere.

Fordelen ved det nye materialet er at hardheten kan styres svært nøyaktig ved å variere styrken i magnetfeltet. Dessuten skjer endringen omgående, noe som for eksempel ikke er tilfellet med materialer som styres med temperatur.

Den nye oppfinnelsen kan brukes i kombinasjon med elektromagneter til en lang rekke formål, for eksempel knebeskyttere og hjelmer.