Понедельник, Сентябрь 15, 2025
16.03.2024

Ученые НИТУ МИСИС создали композиционный материал с памятью формы для 4D-печати

Исследователи Университета МИСИС создали новый магниточувствительный полимерный композиционный материал, перспективный для 4D-печати — технологии, в которой используются материалы, способные со временем изменять свою форму. Также материал подойдет для создания адаптивных медицинских устройств, таких как фиксаторы мягких тканей и «самоустанавливающиеся» костные имплантаты. Композит, состоящий из полилактида и феррита кобальта, обладает способностью быстро нагреваться под действием высокочастотного переменного магнитного поля и хорошо восстанавливать форму после деформации, при этом не оказывая вредного воздействия на организм.

Полимеры с эффектом памяти формы — это «умные» материалы, которые могут восстанавливать свою первоначальную форму после деформации под действием внешних стимулов. Благодаря их низкой стоимости, высоким значениям восстанавливаемых деформаций и возможности регулирования модуля упругости в широком диапазоне под конкретную задачу, такие материалы используются в медицине и высокотехнологичных отраслях промышленности. Физические свойства, определяющие эффект памяти формы в полимере, можно контролировать, включая различные наполнители. Добавление наночастиц феррита кобальта позволяет материалу нагреваться под действием магнитного поля и лучше восстанавливать форму.

«Полимеры с эффектом памяти формы набирают популярность в разработке медицинских изделий для малоинвазивных хирургических процедур. Например, через небольшой разрез в живую систему можно ввести сжатое медицинское изделие, которое в дальнейшем трансформируется в заданную форму под воздействием триггера, например, температуры», - сказал к.ф.-м.н Федор Сенатов, директор Института биомедицинской инженерии НИТУ МИСИС.

По технологии 4D, так же как и 3D, материал печатается послойно. Но отличие в том, что готовый объект со временем начинает меняться под воздействием тепла или света, или может быть заранее «запрограммирован» на определенную форму. Ученые НИТУ МИСИС изучили возможность применения магниточувствительных полимеров с памятью формы для 4D-печати и создания адаптивных медицинских изделий и выяснили, что композиты на основе полилактида и наночастиц феррита кобальта имеют коэффициент восстановления формы >84%. Подробности исследования описаны в научном журнале Journal of Composites Science (Q2).

«Композиционный материал на основе полилактида и наночастиц феррита кобальта совместим с живыми клетками и не оказывает на них негативного воздействия, а также обладает достаточными механическими характеристиками для сжатия мягких тканей. Нашей целью было разработать биосовместимый материал с возможностью бесконтактной активации эффекта памяти формы. Наш материал имеет высокие значения скорости нагрева и восстановления. Кроме того, этот материал отлично подходит для изготовления изделий методом 3D-печати», - отметила Анна Зимина, инженер лаборатории тканевой инженерии и регенеративной медицины НИТУ МИСИС.

Исследование выполнено при поддержке гранта Российского научного фонда (проект № 21-73-20205). В дальнейшем ученые планируют модифицировать состав композиционного материала и снизить температуру активации эффекта памяти формы для безопасного использования в организме пациента.

Больше оперативных новостей читайте в Telegram-канале @ПРОметалл.

Последние публикации

15.09.2025

Иранская металлургия развивается несмотря на санкции
Mobarakeh Steel Company укрепляет своё положение на мировом рынке

15.09.2025

Россию ждёт рост добычи кобальта
Только вот как его использовать?

12.09.2025

Как лучше развивать отрасль РЗМ: через рынок или господдержку
На форуме в Москве обсудили, что может дать ей новый импульс