پژوهشگران دانشگاه رایس (Rice University) در آمریکا روشی ابداع کرده اند که می توان به کمک آن الگوهای پیچیده را به شکل سه بعدی چاپ کرد و اجسام پلاستیکی با مقاومتی در حد الماس تولید نمود.

الگوهای زیگ زاگی و پیچیده ای که در تصویر مشاهده می کنید کاملاً حساب شده هستند. محققان طرح ها را با دقت بالا محاسبه و مهندسی کرده اند تا اجسام پلاستیکی بیشترین مقاومت را داشته باشند.

الگوها بر اساس سازه هایی نظری به نام «Tubulane» شکل گرفته اند که سازه هایی میکروسکوپی از جنس نانو لوله های کربنی هستند. از این سازه ها می توان برای ساخت موادی بسیار مقاوم و در عین حال سبک وزن استفاده کرد ولی تاکنون چنین سازه هایی به خاطر چالش های لجستیکی تولید سازه با نانو لوله های کربنی، ساخته نشده اند.

محققان دانشگاه رایس دریافتند که امکان بزرگ کردن اندازه سازه های میکروسکوپی و چاپ سه بعدی آنها با حفظ استحکام و مقاومت بسیار بالا در برابر فشار، وجود دارد. آنها دو مکعب یکی از جنس پلیمر سخت و دیگری از جنس پلیمری که با ساختار tubulane چاپ شده را با گلوله ای که 5.8 کیلومتر بر ثانیه سرعت داشت، آزمایش کردند.

 

هیچ کدام از مکعب ها خراب نشدند، اما روی مکعبی که از جنس پلیمر سخت بود حفره ای بزرگ ایجاد شد و مقاومت کل سازه را از بین برد. در مکعب دیگر اما گلوله در لایه دوم متوقف شده بود و بقیه قسمت های آن کاملا سالم مانده بودند.

باور عمومی این است که الگوی های خلل و فرج دار، قدرت بازدارندگی جسم را کاهش می دهند ولی در عمل محققان دریافتند که این الگوهای پیچیده به جسم کمک می کنند تا با تحمل فشار بسیار زیاد و فروپاشی، نیروی جنبشی را جذب کرده و آسیب وارده را بدون سرایت به دیگر قسمت ها، در همان محل نگه دارند.

از این سازه ها می توان در مواد سبک و سنگین و در هوافضا، معماری و یا حتی برای کاربردهای نظامی برای تولید تانک های پلاستیکی مستحکم استفاده کرد.