Пеноматериалы присутствуют сегодня повсюду – от подушек сидений до матрасов и утеплителя, даже если нашему глазу этого не видно. Исследователи из Техасского университета в Далласе решили объединить достижения современной химии с новыми технологиями, чтобы создавать пену путем 3D-печати. Такие материалы являются более прочными и пригодными для вторичной переработки по сравнению с полимерной пеной, используемой сейчас во многих изделиях повседневного назначения.

Результаты исследования, посвященного созданию прочной и легкой пены, которую можно печатать на 3D-принтере, были опубликованы в журнале RSC Applied Polymers Королевского химического общества Великобритании.

Процесс 3D-печати позволил исследователям выдавать сложные структуре, адаптируемые в производственных условиях. Чтобы продемонстрировать эффективность концепции, они придали полученной пене вид популярного воздушного шарика в форме собаки. Цель проекта заключалась в том, чтобы устранить ограничения 3D-печати при изготовлении полимерной пены. Новый материал может найти применение при производстве средств изоляции и амортизации.

После проведения необходимых исследований и экспериментов таким образом можно будет изготавливать различные ударопрочные изделия, например, мотоциклетные и спортивные шлемы, автомобильные бамперы и щитки. Возможно и создание более сложных структур, таких как тонкие решетки, повышающие физическую гибкость материала.

Сегодня большинство коммерческих пеноматериалов являются термореактивными – в процессе формования они подвергаются химической реакции, которая надолго фиксирует их структуру, предотвращая изменение формы, расплавление и растворение. Большая часть такой полимерной пены не подлежит вторичной переработке и в конечном итоге оказывается на свалках. Исследователи из Техасского университета разрабатывали свою долговечную пену, используя специальные обратимые связи динамической ковалентной химии. Хотя полностью расплавить пену и придать ей новую форму, как пластику, нельзя, эти связи помогают материалу восстанавливаться при повреждении, что делает его более универсальным и долговечным. Использование динамической химии позволило разработчикам создать отличный пеноматериал. Осталось лишь найти ему достойное применение, которое отвечало бы существующим потребностям.