"Химическое оригами": новый метод получения трехмерных структур

Израильские физики разработали новый метод изготовления трехмерных форм из плоских дисков. Суть метода в следующем: на небольшой диск из геля наносят специальный мономерный состав, который при нагревании «сжимается» и таким образом формирует трехмерную форму из плоского диска.

Если состав нанести только на края диска, при нагревании они «загнутся» и диск превратится в «тарелку». Однако более сложные варианты «химического оригами» требуют нанесения точно рассчитанного «рисунка» на плоский диск для получения заданного трехмерного объекта.

Трехмерные поверхности, в отличие от плоских, подчиняются законам неевклидовой геометрии. Это наглядно иллюстрирует карта земного шара, на которой полярные области в наибольшей степени подвергаются искажению за счет искажения координатной сетки. Поэтому гораздо удобнее сначала нарисовать координатную сетку на плоской поверхности, а затем уже «активировать» третье измерение, подвергнув определенному воздействию выбранные области сетки.

Эран Шарон (Eran Sharon) и его коллеги из Еврейского университета в Иерусалиме пошли по этому пути и рассчитали тензор, определяющий искажения ячейки сетки при определенных условиях (в данном случае при нагревании образца). Затем мономерный раствор N-изопропилакриламида нанесли на диск, изменяя плотность покрытия. При нагревании образца до 33^оС области с более высокой плотностью покрытия сжимались и таким образом формировали трехмерный объект.

С помощью этой технологии исследователи изготовили различные формы – от «волнистых» поверхностей до подобия мини-сомбреро. По мнению авторов, новая технология может быть использована при создании самособирающихся прототипов, сообщает PhysicsWeb.