Oturacaq yastıqlarından döşəklərə və izolyasiyaya qədər köpük hər yerdə var – hətta biz bunu həmişə görməsək də. İndi Dallasdakı Texas Universitetinin tədqiqatçıları bir çox gündəlik məhsullarda tapılan polimer köpükdən daha davamlı və təkrar emal edilə bilən 3D çaplı köpük yaratmaq üçün kimya ilə texnologiyanı birləşdirdilər.

RSC Applied Polymers -də nəşr olunan araşdırma , 3D çap edilə bilən möhkəm, lakin yüngül köpük yaratmağa yönəldilib , bu üsul kommersiya istehsalında hələ də öyrənilməmiş bir üsuldur, tədqiqatın həmmüəllifi, UT Dallas doktorantı Rebecca Johnson BS’20 dedi.

“Bu, yəqin ki, indiyə qədər gördüyüm ən uzun layihədir” dedi. may ayında kimya. “Başdan sona iki ildən bir qədər çox vaxt keçdi. Onların çoxu 3D printerə uyğun olması üçün polimer formulunu düzgün əldə etməyə çalışırdı.”

3D texnologiyası ilə uyğun gələn yeni materialların hazırlanması çətin olsa da, Johnson dedi, 3D çap prosesi tədqiqatçılara istehsal proqramlarında fərdiləşdirilə bilən mürəkkəb formalar yaratmağa imkan verdi. Konsepsiyanın sübutunu nümayiş etdirmək üçün onlar şar iti şəklində köpük istehsal etdilər. Onlar öz işlərini YouTube videosunda da təsvir ediblər.

Təbiət Elmləri və Riyaziyyat Məktəbinin kimya və biokimya kafedrasının dosenti və tədqiqatın müvafiq müəllifi Dr. Ron Smaldone, “Layihənin məqsədi polimer köpük hazırlamaq baxımından 3D çapda bəzi məhdudiyyətləri aradan qaldırmaq idi” dedi. “3D çap edilə bilən köpüklərin əsas istifadə və ya maraqlarından biri izolyasiya və şok udmadır.”

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=188&slotname=8188791252&adk=1687169288&adf=4054963813&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&abgtt=6&fwrn=4&lmt=1743658394&rafmt=11&format=750×188&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-04-3d-formula-future-foam.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTM0LjAuNjk5OC4xNzgiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siQ2hyb21pdW0iLCIxMzQuMC42OTk4LjE3OCJdLFsiTm90OkEtQnJhbmQiLCIyNC4wLjAuMCJdLFsiR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjEzNC4wLjY5OTguMTc4Il1dLDBd&dt=1743658392095&bpp=1&bdt=234&idt=189&shv=r20250401&mjsv=m202503310101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Df22668bce9793ae4%3AT%3D1735196613%3ART%3D1743658168%3AS%3DALNI_Mb4Xpwl1SO1AcvqroR6xccDm_sheQ&gpic=UID%3D00000f7c5320f40b%3AT%3D1735196613%3ART%3D1743658168%3AS%3DALNI_Mb1dz_DHiT2yDzXLMaB9CDkQl4XGg&eo_id_str=ID%3Dcdf7f2f01784f52d%3AT%3D1735196613%3ART%3D1743658168%3AS%3DAA-Afjb8kbeupLLyQ0QHQmZxpM4v&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=165617708441&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=4&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=448&ady=1905&biw=1905&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=95355973%2C95355975%2C31091334%2C95333409%2C95356498%2C95356505%2C95356654%2C31090357%2C95356787%2C95356928&oid=2&pvsid=1656133743492890&tmod=975136302&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7Co%7CpeEbr%7C&abl=NS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=2635

Smaldone, daha çox araşdırma və təcrübə ilə, bu növ köpük və prosesin motosiklet və ya futbol dəbilqələri, avtomobil bamperləri və ya zirehlər kimi yüksək təsirli udma elementləri üçün istifadə edilə biləcəyini söylədi. O, həmçinin qeyd edib ki, 3D çap materialın fiziki elastikliyini artıra və tətbiqlər üçün daha çox yönlülük təmin edə bilən incə qəfəslər kimi daha mürəkkəb strukturların yaradılmasına imkan verir.

Tədqiqatçılar həmçinin 3D çap edilə bilən materialın çoxlu qüsurlar olmadan ardıcıl son məhsula çevrilməsini də araşdırıblar. Ticarət köpüklərinin əksəriyyəti termosetdir, yəni qəlibləmə zamanı strukturunu daimi olaraq yerində kilidləyən kimyəvi reaksiyaya məruz qalır, onun yenidən formalaşdırılmasına, əriməsinə və ya həllinə mane olur. Nəticədə, polimer köpüyün əksəriyyəti təkrar emal edilə bilməz və nəticədə poliqonlarda başa çatır, Smaldone dedi.

UT Dallas tədqiqatçıları dinamik kovalent kimya adlanan xüsusi geri dönən bağlardan istifadə edərək davamlı köpüklərini inkişaf etdirdilər. Köpük tamamilə əridilə və plastik kimi yenidən formalaşdırıla bilməsə də, bu bağlar zədələndikdə materialın özünü bərpa etməsinə imkan verir və onu daha çox yönlü və daha uzun ömürlü edir.

“Əlbəttə ki, bunu etməyə çalışan tək biz deyilik” dedi Smaldone. “Yenilik həqiqətən əla köpük materialını çap etmək üçün dinamik kimyadan istifadə edir. Növbəti sual bu olacaq, biz xassələri necə tənzimləyirik və bu yeni bilik növünü müxtəlif ehtiyaclara uyğunlaşdırmaq üçün istifadə edirik?”

Johnson və tədqiqatın digər aparıcı müəllifi, kimya üzrə doktorant Ariel Tolfree BS’23, bu sahədə oxşar tədqiqatları öyrəndikdən sonra fikirlərini inkişaf etdirdilər. Consonu öz mentoru kimi qiymətləndirən Tolfree, köpüyü necə daha təkrar emal oluna biləcəyini araşdıraraq və köpüyün davamlılıq potensialını araşdıraraq araşdırmanı genişləndirməyi planlaşdırır.

Tolfree, qrupun sınaq obyektlərindən biri kimi köpük balonlu it yaratmağın təbii seçim olduğunu söylədi.

“Bu, sadə formadır, lakin köpüklərimizi mükəmməl şəkildə təmsil edir” dedi Tolfree. “Bir şar, yeni, demək olar ki, gözləntilərə qarşı çıxana qədər adi görünür. Köpüklərimiz eynidir – əvvəlcə sadə deyil, lakin genişləndikdən və dəyişdirildikdən sonra onlar əlamətdar bir şeyə çevrilirlər.”

Ətraflı məlumat: Rebecca M. Johnson et al, katalizatorsuz dinamik kovalent kimya ilə təmin edilən tənzimlənən genişlənmə və mexaniki xassələrə malik 3D çap edilə bilən polimer köpüklər, RSC Tətbiqi Polimerlər (2025). DOI: 10.1039/D4LP00374H

Dallasdakı Texas Universiteti tərəfindən təmin edilmişdir