3D-Druck
Bionischer 4D-Drucker stellt animierte Objekte her

Ein Forscherteam der Harvard Universität hat eine neue Druckmethode entwickelt, die dreidimensionale Objekte herstellt, die sich später bewegen und ihre Form verändern können. Dabei nehmen sie sich die Pflanzenwelt als Vorbild und haben ein spezielles Druckmaterial erschaffen.

Obwohl der 3D-Druck immer noch irgendwo zwischen frischer Idee und innovativer Technologie hängt, kommt aus Harvard eine Nachricht über ein neues Verfahren. Laut einer veröffentlichten Pressemitteilung hat ein Team aus Forschern an der angesehenen Universität das Konzept des 3D-Drucks genommen und es um eine vierte Dimension erweitert: die Zeit. Die Druckmethode stellt dreidimensionale Objekte her, die sich später auf vorhersehbare Weise bewegen und ihre Form verändern.

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Das Ganze klingt erstmal super beeindruckend, aber eigentlich ist der Trick ganz einfach. Der umfunktionierte Materialdrucker ist eine in einen Plotter eingespannte Kanüle, die eine Hydrogel-Zellulosefaserchen-Mischung auf einen Träger aufbringt. Die Zellulosefasern sind eine organische Verbindung, die auch in Pflanzen vorkommen. Eine Pflanze hat also durchaus die Möglichkeit auf Reize aus der Umwelt zu reagieren und sich zu verändern. Das Forscherteam wollte sich mit der Hydrogel-Zellulosefaserchen-Mischung an diesem natürlichen Vorbild orientieren. Man nennt sie auch nastische Pflanzenbewegungen, da sie durch äußere Faktoren wie Wasser oder Hitze ausgelöst werden.

Using one composite ink printed in a single step, we can achieve shape-changing hydrogel geometries containing more complexity than any other technique, and we do so simply by modifying the print path. What’s more, we can interchange different materials to tune for properties such as conductivity or biocompatibility. Sydney Gladman, Harvard University

Nachdem das Objekt aus der speziellen Mischung gedruckt wurde, kann man sie in Wasser legen. Dort quillt es auf und bewegt sich. Weil man sehr gut vorhersagen kann, wie stark das Objekt aufquellen wird, können durch eine geschickte Platzierung von Strängen und Verdickungen bestimmte Bewegungen provoziert werden. So kommt beispielsweise das sich Winden und Drehen der rosa Orchideenblüte im Video zu Stande.

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In Zukunft möchte das Forscherteam sehen, wie gut das bionische 4D-drucken beim Druck von aktivem Gewebe funktioniert. Wenn schon mit einem 3D-gedruckten Organ experimentiert wird, warum dann nicht auch mit 4D-gedruckten adaptiven Zellen? Das bedeutet, wenn sich der Körper verändern, würde es ihm das implantierte gedruckte Gewebe gleichtun. Das sind natürlich ziemlich hohe Ziele für eine Technologie, die noch in den Kinderschuhen steckt, aber wenn jemand auf dem Gebiet Fortschritte machen kann, dann doch ein Wissenschaftsteam von Harvard.

Quelle: digitaltrends