4D-material går från mjukt till hårt på bråkdelen av en sekund

Med hjälp av magneter, järnkorn och olja hårdnar nya 4D-utskrifter på nolltid. Forskarna hoppas att materialet i framtiden ska kunna användas till allt från knäskydd till störthjälmar.

Med hjälp av magneter, järnkorn och olja hårdnar nya 4D-utskrifter på nolltid. Forskarna hoppas att materialet i framtiden ska kunna användas till allt från knäskydd till störthjälmar.

Julie Mancini/LLNL

Forskare vid Lawrence Livermore National Laboratory i USA har uppfunnit ett material som är mjukt och böjligt och kan pressas ihop åt alla håll, men som också kan bli styvt och hårt på bråkdelen av en sekund.

Materialet består av en struktur av plaströr som är fyllda med mikroskopiska järnkorn och olja. När det kommer i närheten av ett magnetfält rättar järnkornen in sig efter fältlinjerna så att strukturen stelnar.

Det nya materialet består av en struktur av plaströr som fylls med olja och järnkorn. Den här modellen är tre centimeter lång.

© Julie Mancini/LLNL

Uppfinningen är ett exempel på 4D-utskrift, vars material har skrivit ut i 3D men försetts med en extra dimension: Den kan ändra form eller funktion när den utsätts för vissa förhållanden.

Det kan exempelvis vara tryck- eller temperaturpåverkan eller som i det här fallet: Magnetisk påverkan.

Kan användas i framtidens störthjälmar

Materialet tillverkas genom att man friframställer strukturen av plaströr. Därefter sprutas oljan med järnkornen in och öppningarna i plaststrukturen sluts.

Forskarna skapade på så sätt olika modeller som de testade i magnetfält. Försöken visade att strukturerna blev 62 procent hårdare när de flyttades från åtta centimeters avstånd från en magnet till en centimeters avstånd.

Fördelen med det nya materialet är att hårdheten kan styras med stor precision genom att magnetfältets styrka varieras.

Dessutom sker förändringen direkt, vilket exempelvis inte gäller material som styrs genom temperaturförändring.

Uppfinningen kan i kombination med elektromagneter användas för många ändamål, exempelvis i knäskydd och störthjälmar.