Les ingénieurs de l’Université de Princeton ont développé une nouvelle technique d’impression 3D pour produire des plastiques souples et extensibles aux propriétés personnalisables. La méthode, détaillée dans Advanced Functional Materials, utilise des élastomères thermoplastiques peu coûteux qui coûtent environ un cent par gramme. Les matériaux résultants peuvent être à la fois flexibles et rigides dans des directions spécifiques, tout en conservant leur recyclabilité.
La technique repose sur le contrôle des structures nanométriques au sein du matériau pendant le processus d’impression. Les chercheurs ont utilisé des copolymères séquencés qui forment des structures cylindriques rigides mesurant 5 à 7 nanomètres d’épaisseur, intégrées dans une matrice polymère flexible. Ces structures peuvent être orientées lors de l’impression pour créer des matériaux présentant différents degrés de rigidité et de flexibilité dans différentes directions.
Une caractéristique clé du processus est le recuit thermique, qui implique un chauffage et un refroidissement contrôlés du matériau imprimé. « Je pense que l’un des aspects les plus intéressants de cette technique réside dans les nombreux rôles que joue le recuit thermique : il améliore considérablement les propriétés après l’impression et permet aux objets que nous imprimons d’être réutilisables plusieurs fois et même de s’auto-réparer si l’article est endommagé. endommagé ou cassé », a déclaré Alice Fergerson, l’auteur principal de l’étude.
L’équipe de recherche a démontré la polyvalence de sa technique en créant diverses structures, notamment un petit vase et un texte imprimé. Ils ont également réussi à incorporer des additifs fonctionnels, tels que des molécules sensibles à la lumière, sans compromettre les propriétés mécaniques du matériau. L’équipe a vérifié les capacités d’auto-guérison du matériau en coupant et en joignant des échantillons par recuit, les matériaux réparés présentant des propriétés similaires à celles des originaux.
La technologie est prometteuse pour diverses applications, notamment la robotique souple, les dispositifs médicaux, les prothèses, les équipements de protection et les semelles de chaussures personnalisées. L’équipe de recherche prévoit d’explorer de nouvelles architectures adaptées aux appareils électroniques portables et aux dispositifs biomédicaux dans leurs travaux futurs.
Source : Engineering.princeton.edu
