Invention Des Matériaux: L'Université Harvard A Mis Au Point Des Matériaux De Type Laine À Mémoire De Forme Imprimés En 3D Pour Les Textiles

Des chercheurs de l'Université Harvard ont mis au point un matériau de laine biodégradable et durable avec mémoire de forme qui peut être imprimé en 3D pour créer de nouveaux textiles et autres produits.

Une équipe de la John Paulson School of Engineering and Applied Sciences (Seas) de l'Université Harvard a mis au point ce biomatériau, fabriqué à partir de matériaux recyclés.Le matériel 3D peut être imprimé sous n'importe quelle forme et préprogrammé avec une mémoire de forme réversible.

L'invention est importante non seulement parce que les matériaux créés par les chercheurs sont fabriqués à partir des déchets résiduels de l'industrie textile, mais aussi parce qu'elle peut aider l'industrie qui produit de grandes quantités de déchets à devenir plus durable.

L'équipe, dirigée par Kit Parker, professeur de bio - ingénierie et de Physique appliquée au Seas, a mis au point des matériaux à partir de kératines extraites des restes d'Agora et de mohair.La kératine est une Fibrine trouvée dans les cheveux, les ongles et les coquilles. Elle est également utilisée dans de nombreux produits de soin de la peau et des cheveux.

« grâce à ce projet, nous avons démontré que nous pouvons non seulement recycler la laine, mais aussi fabriquer des choses à partir de laine recyclée qui n'a jamais été imaginée », a déclaré Parker dans un communiqué de presse.

Solutions de mémoire de forme

Luca CERA, chercheuse postdoctorale au Seas, explique que les matériaux mis au point par l'équipe de recherche peuvent être transformés en fibres ou en textiles 3D et possèdent, comme les cheveux humains, des propriétés de mémoire de forme déclenchées par l'eau.

La mémoire de forme signifie que le matériau peut avoir à la fois une forme permanente et une forme temporaire, ce qui est utile pour développer des vêtements plus polyvalents.

CERA a déclaré à Design News que « des formes arbitraires et temporaires de matériaux peuvent être données à des stimuli spécifiques »."Une fois l'irritation enlevée, le matériau conserve une forme temporaire. Si l'irritation est appliquée à nouveau, le matériau se souviendra de la forme permanente et la convertira dynamiquement en forme permanente."

Cette caractéristique pourrait être appliquée à l'industrie de l'habillement pour créer un vêtement à pleine échelle qui s'adapterait à la taille du corps humain, a - t - il dit, « augmentant ainsi le confort des vêtements comme les hôtels de bière ou les vêtements de sport ».

« l'équipement absorbant l'énergie est une autre application qui pourrait mener à la conception d'un équipement de protection plus confortable », a ajouté CERA.

Questions importantes

Il explique à designnews que la kératine possède des propriétés intrinsèques de mémoire de forme en raison du Réarrangement de la structure secondaire de la kératine.AlphaLa spirale se transforme enβPlié ".

« cette transition peut se produire sous charge et se produire en présence d'eau », explique CERA.« Nous avons conçu ce matériau de manière à préserver les fibres naturelles et la structure stratifiée de la kératine afin qu'elle soit organisée anisotrope sur toutes les longueurs.AlphaSpirale et permet l'apparition de mécanismes de mémoire de forme. "

Pour démontrer ce processus, les chercheurs ont imprimé des comprimés de kératine de diverses formes en 3D et programmé la forme permanente du matériau à l'aide d'une solution de peroxyde d'hydrogène et de phosphate monosodique.C'est la forme que le matériau retournera toujours après avoir éliminé les stimuli qui le modifient.

Après avoir réglé la mémoire, les chercheurs ont découvert qu'ils pouvaient reprogrammer la feuille et la façonner sous une nouvelle forme.

L'un des tests effectués par les chercheurs consistait à plier une feuille de kératine en une étoile complexe en Origami sous sa forme permanente.Ils plongent ensuite l'étoile dans l'eau, l'étalent et produisent une ductilité, puis l'enroulent dans des tubes serrés, puis séchent à une forme stable.Ils retournent ensuite le tube dans l'eau pour inverser le processus, le dépliant et le pliant dynamiquement en une étoile origami.

Le Groupe a publié un article sur ses travaux dans la revue Nature materials.

Applications futures

Parker nous dit que les chercheurs discutent actuellement avec les fabricants de vêtements de sport de la façon d'appliquer ce matériel à la mode.

« il existe de nombreuses applications dans les vêtements qui s'adaptent aux environnements que ces matériaux intelligents et durables peuvent atteindre », a - t - il déclaré à Design News.

Parked a ajouté que d'autres applications du matériel sur lesquelles l'équipe se concentre sont en médecine régénératrice cardiovasculaire.

Du point de vue de l'ingénierie des matériaux, les chercheurs prévoient étendre la capacité de réponse des systèmes de mémoire de forme de l'eau à d'autres déclencheurs tels que la lumière, la chaleur ou les messagers chimiques, nous dit CERA.

« nos travaux de recherche futurs seront également axés sur des applications plus spécifiques dans l'ingénierie des textiles et du papier mince et sur la mise en place d'équipements entièrement fonctionnels basés sur notre technologie de mémoire de forme », a - t - il déclaré à Design News.