4D Bloem
Onderzoekers van de Wyss Institute (Harvard University) hebben met behulp van speciale inkt 4D geprinte bloemen gecreëerd, die op hun omgeving reageren door van vorm te veranderen. Ze noemen deze methode 4D printing, omdat er volgens de onderzoekers een nieuwe dimensie aan 3D printing wordt toegevoegd. De bloemen veranderen namelijk van vorm als ze onder water worden gedompeld, iets wat natuurlijk ook bij echte bloemen gebeurt. Dit soort experimenten zijn niet nieuw, maar het bijzondere aan deze bloemen is dat ze van slechts één type materiaal zijn gemaakt, wat in het verleden niet mogelijk was bij 4D printen.
Sydney Gladman, één van de auteurs van het onderzoek, zegt geïnspireerd te zijn door planten: “Dennenappels klappen dicht als ze nat worden om de zaadjes te beschermen, maar als ze uit een boom vallen worden ze droog en klappen ze open, zodat het zaad juist verspreid kan worden. Het was ons doel om inkt te creëren dat dezelfde eigenschap en dus gedrag kon vertonen.” De speciale inkt bestaat uit hydrogel en cellulose, een belangrijk bestandsdeel dat aanwezig is in de cel muren van veel planten.
Lees ook: Fascinerend: De beste wetenschap en technologie foto’s van 2015
De hydrogel zwelt op als het nat wordt, waardoor de geprinte bloemen beginnen te bewegen en hun vorm kunnen veranderen. De onderzoekers gingen echter nog verder: ze ontwierpen een wiskundig model dat kan voorspellen hoe de planten bewegen als ze eenmaal nat zijn. Dankzij dat wiskundige model kunnen ze de vorm die de geprinte bloemen aannemen zelf beïnvloeden door het patroon van cellulose vezels in het gel te manipuleren. Door simpelweg de code te wijzigen de gebruikt wordt bij het printen kan dus de biologische blauwdruk van de bloem veranderd worden.
Uiteindelijk moet het door dit soort onderzoeken mogelijk worden om materiaal te printen dat niet alleen reageert op water, maar ook op licht en temperatuur. Dat zou een doorbraak zijn die van pas komt bij het ontwerpen van biomedische toepassingen, maar ook voor slimme materialen en andere wetenschappelijke gebieden. Hieronder kun je het bijzondere experiment bewonderen: