Американские специалисты разработали технологию, позволяющую создавать искусственные материалы, напоминающие костную ткань. В дальнейшем ее можно будет использовать при производстве высокопрочных строительных блоков.
Об этом говорится в статье инженеров из Массачусетского технологического института, опубликованной в журнале Advanced Functional Materials.
Известно, что кости обладают повышенной прочностью благодаря сочетанию двух компонентов - матрицы из волокон коллагена и погруженных в нее кристаллов гидроксиапатита (похожим строением обладает также перламутр). Авторы работы изучили трехмерную структуру костной ткани и создали компьютерную модель синтетического материала, который имеет аналогичное строение и должен отличаться повышенной прочностью.
Чтобы проверить справедливость своих расчетов, разработчики распечатали материал на 3D-принтере. За несколько часов им удалось получить три образца, каждый размером 13 на 18 см и толщиной 2 см. По внешнему виду материал напоминает кирпичную стену: она состоит из голубых «кирпичиков» жесткого полимера, склеенных более мягким черным полимером. Дополнительную прочность материалу придает третий компонент, чья микроструктура имитирует кристаллическую решетку алмаза.
Специалисты испытали прочность материала с помощью специального зажима. Как и следовало из компьютерной модели, он оказался в 22 раза более устойчивым к разломам и трещинам, чем самый прочный из компонентов, входящих в его состав. Это значит, что в дальнейшем с помощью 3D-принтеров можно будет создавать более прочные материалы путем комбинации уже имеющихся компонентов, предварительно рассчитав, как именно они должны располагаться.
«Возможности поистине бесконечны, и мы только сейчас начинаем понимать, материалы с какими геометрическими свойствами и в каких комбинациях мы можем напечатать», -- рассказал Маркус Бюлер, один из авторов работы. Инженеры надеются, что в будущем эта технология позволит печатать из высокопрочных материалов целые дома и строительные секции.
