El color artificial impreso en 3D se puede aplicar a dispositivos biomédicos, sensores

Dos investigadores de la Universidad de New Hampshire están recurriendo a nuevas fuentes de inspiración para los materiales de impresión 3D: pulpo común como un miembro de la familia de los cefalópodos, el pulpo, calamar y sepia tener un importante mecanismo de supervivencia común: tienen extraordinaria capacidad de camuflaje, transitoria color de transformación para que coincida con su entorno. este es un camuflaje increíble, que permite a estas criaturas de aguas profundas esconderse de los depredadores y cazar presas más fáciles.

Ahora, el profesor del Departamento de Ingeniería Mecánica de la Universidad de profesor de New Hampshire Jiangyun Yao y Yaning Li pasó mucho tiempo estudiando esta animales acuáticos, y se centran en lo artificial reciclarlos. Su estudio, publicado en el último número de la revista científica avanzada ingeniería de materiales, como consecuencia simplemente increíble.

Primero, debemos estudiar cuidadosamente el funcionamiento de este mecanismo de camuflaje porque existe en la naturaleza. Los maestros submarinos conocidos como camuflaje, los cefalópodos tienen capacidades de camuflaje sorprendentes debido a sus órganos pigmentarios altamente sensibles en su piel. El mecanismo del órgano celular pigmentado rodea una única célula pigmentada que contiene pigmentos que se une con 4 a 24 fibras musculares dispuestas radialmente.

Cuando el músculo del pulpo se contrae, ya sea para escapar del peligro o atrapar presas, las células pigmentarias del organismo cambiarán rápidamente para transferir eficazmente los pigmentos de la piel. Además del cambio de color básico, los cefalópodos también pueden pasar selectivamente. Expandir y contraer diferentes grupos de células de pigmento en orden y de forma secuencial, tiene una importancia estratégica en términos de capacidad de camuflaje para lograr una amplia gama de conversión de color. En términos simples, el pulpo no solo puede cambiar rápidamente de color, también puede ser metódicamente Empareje el ambiente circundante.

Inspirado por esta maravillas naturales, Jiangyun Yao y Yaning Li comenzaron a desarrollar su propia impresión en color 3D artificial por medio de una variedad de materiales. Aunque los pulpos utilizan su pigmento de la capacidad se utiliza principalmente para el transporte de pigmento, pero la Universidad de New Hampshire profesor que intentó su El trabajo trae cambios dramáticos y mecanismos únicos de apertura secuencial.

El concepto científico del efecto laplaciano (también conocido como efecto negativo de la relación de Poisson) es la clave para lograr resultados exitosos, ya que permite que el material se expanda en una dirección a medida que se estira en diferentes direcciones, ajustándolos en dos direcciones diferentes. Con la geometría quiral, pueden diseñar un mecanismo que se puede usar para abrir secuencialmente células de diferentes tamaños cuando se cargan en una sola dirección. Esto significa que las celdas diseñadas artificialmente se pueden abrir en diferentes modos de clasificación, y mediante geometría y La combinación de materiales está ajustada.

Como un nuevo y valioso concepto de diseño, las innovaciones de Jiang Yunyao y Yaning Li pueden tener un serio impacto en los metamateriales inteligentes que utilizamos para promover el suministro de medicamentos y el cambio de color. Al menos, hay muchas aplicaciones potenciales. Al usar estas impresiones en 3D Los pigmentos, stents biomédicos, vendajes, reservorios de medicamentos y stents pueden diseñarse para ser más efectivos para adaptarse al cuerpo del usuario. Además de los composites de respuesta inteligente, actuadores y sensores, y dispositivos electrónicos estirables, etc., se pueden plegar o Las áreas expansibles de dispositivos expandibles también pueden beneficiarse de la innovación.

Fuente: China 3D Printing Network

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