Ученые НОЦ «Умные материалы и биомедицинские приложения» БФУ им. И. Канта выяснили, как для 3D-печати создать материал, который одновременно является пьезоэлектриком (т. е. генерирует электрический импульс при деформации) и реагирует на магнитное поле. Речь идет о композите на основе фторопласта ПВДФ и наночастиц CoFe₂O₄, которые обладают магнитными свойствами. Результаты работы опубликованы в журнале Journal of Composite Materials.
Команда проанализировала, как произвести материал от исходного прекурсора для получения филаментной нити для 3D-печати и при этом не потерять его функциональные свойства на технологических этапах производство — получение наночастиц, смешивание и изготовление композита с наночастицами, его экструзия и дальнейшая 3D-печать. В ходе исследования был определен оптимальный рецепт, который делает материал более чувствительным к внешнему магнитному полю. Кроме того, были установлены параметры, которые упрощают процесс 3D-печати новым композитом и снижают энергозатраты.
Это открытие важно для создания новых «умных» материалов, которые могут использоваться в сенсорах и медицинских устройствах. Например, из таких композитов планируется печать специализированных скаффолдов («строительных каркасов» для клеток), с помощью которых можно управлять ростом и развитием стволовых клеток.
| Петр Ершов, научный сотрудник НОЦ «Умные материалы и биомедицинские приложения», один из авторов опубликованной работы: |
| Это была непростая и трудоемкая исследовательская работа, успешная реализация которой стала возможной только благодаря сотрудничеству с нашими коллегами из Кабардино-Балкарского и Пермского политехнического университетов, а также из университета МИСиС. Пришлось дотошно исследовать свойства нового композита на разных технологических этапах, что позволило лучше разобраться с наиболее оптимальными параметрами для синтеза материала. Мы поняли, что выбор правильного исходного полимера — ключ к тому, чтобы напечатанный объект был не только прочным, но и функциональным. Проведенное исследование стало значимым этапом в разработке новых магнитоэлектрических композитов, из которых можно изготавливать инновационные биомедицинские и электронные устройства методом 3D-печати. |
В материале упоминаются
Личный кабинет для cтудента
Личный кабинет для cтудента
Даю согласие на обработку представленных персональных данных, с Политикой обработки персональных данных ознакомлен
Подтверждаю согласие
