[PWC-MEDIA] Persbericht TU Delft: Wetenschappers zetten belangrijke stap met zelfvouwende voorwerpen

From: Jerwin de Graaf <J.N.deGraaf@xxxxxxxxxx>
To: "pwc-media@xxxxxxxxxxxxx" <pwc-media@xxxxxxxxxxxxx>
Date: Tue, 31 Oct 2017 12:57:33 +0000

[cid:image003.png@01D35250.32DE3100]Wetenschappers zetten belangrijke stap met
zelfvouwende voorwerpen
Onderzoekers aan de TU Delft hebben met behulp van origami en 3D-printing
platte structuren gemaakt die zichzelf tot driedimensionale constructies kunnen
vouwen (bijvoorbeeld een tulp). De constructies kunnen zichzelf volgens een
vooraf geplande volgorde opbouwen, zodat sommige delen eerder samentrekken dan
andere. Normaal gesproken werden hiervoor dure printers en speciale materialen
gebruikt. Maar de onderzoekers hebben een nieuwe techniek ontwikkeld waarvoor
alleen een normale 3D-printer nodig is, en printmateriaal dat overal
verkrijgbaar is. Dit onderzoek kan onder meer leiden tot een grote verbetering
van botimplantaten.
De afgelopen jaren heeft Amir Zadpoor van de TU Delft zich ontwikkeld tot een
soort origamimeester. Zijn team combineert de traditionele Japanse
papiervouwkunst met moderne 3D-printtechnologie om constructies te maken die
zichzelf kunnen oprollen, draaien, plooien en vouwen tot allerlei 3D-objecten.
In 2016 demonstreerden de onderzoekers al enkele zelfvouwende objecten. 'Maar
we moesten nog een paar belangrijke problemen oplossen', vertelt Zadpoor.
Meestal komt er veel handwerk kijken bij shape-shifting, zoals de techniek ook
wel wordt genoemd. En het materiaal dat onderzoekers hier doorgaans voor
inzetten is duur en niet overal verkrijgbaar. Maar in dit recente project heeft
het team van Zadpoor een Ultimaker gebruikt, een van de populairste
3D-printers, en PLA, het meest gebruikte printmateriaal. 'Dat is spotgoedkoop,
ongeveer 17 euro per kilo,' zegt Zadpoor, 'maar we hebben er uiterst complexe
van vorm veranderende objecten mee gemaakt.' Het proces is bovendien volledig
geautomatiseerd en er komt geen handwerk aan te pas.
Uitstel programmeren
Het meest geavanceerde aspect van de 'shapeshiftende' objecten van het team is
het feit dat ze zichzelf vouwen, in vooraf geplande stappen. 'Voor het maken
van complexe vormen moeten sommige delen eerder worden gevouwen dan andere',
legt Zadpoor uit. 'Daarom moesten we vertragingen programmeren in het
materiaal. Dit heet sequential
shape-shifting.'[cid:image006.jpg@01D35250.32DE3100]<https://www.youtube.com/watch?v=XeLJd-r5H4M>
Het team van Zadpoor is hierin geslaagd door tijdens het printen het materiaal
op bepaalde plekken uit te rekken. 'Het uitrekken wordt in het materiaal als
geheugen opgeslagen', legt promovendus Teunis van Manen uit. 'Wanneer de
temperatuur wordt verhoogd, wordt het geheugen geactiveerd en wil het materiaal
terugkeren in de oorspronkelijke toestand.' Door ook de dikte en de
rangschikking van de vezels in het materiaal af te wisselen, wisten de
onderzoekers tweedimensionale structuren te maken die sequentieel van vorm
veranderen.
Duurzame botimplantaten
Deze gecombineerde aanpak van origami en 3D-printen een belangrijke stap in de
ontwikkeling van betere botimplantaten. De techniek maakt het namelijk mogelijk
om prothesen te maken die vanbinnen poreus zijn. Daardoor kunnen de eigen
stamcellen van de patiënt zich aan het binnenoppervlak van het implantaat
hechten, in plaats van alleen als een laag aan de buitenkant. Zo wordt het
implantaat sterker en duurzamer.
Ook kunnen met deze techniek op het oppervlak van het implantaat nanopatronen
worden aangebracht die de celgroei sturen. 'We noemen dit "instructieve
oppervlakken", omdat ze bepaalde krachten op de stamcellen uitoefenen en ze
deze cellen instrueren om zich te ontwikkelen tot de botcellen die wij willen',
zegt promovendus Shahram Janbaz. 'Een uitsteeksel, bijvoorbeeld, kan stamcellen
stimuleren om botcellen te worden.' Het is onmogelijk om zulke instructieve
oppervlakken aan de binnenkant van een 3D-constructie te maken. Zadpoor:
'Daarom besloten we dat we van een plat oppervlak moesten uitgaan.'
Zelfvouwende meubels
Botimplantaten liggen dus het meest voor de hand als toepassing van het
onderzoek, maar het team denkt dat de shapeshifting-technologie op den duur ook
tot andere ontwikkelingen kan leiden. 'Ons onderzoek kan bijvoorbeeld ook
nuttig zijn voor geprinte elektronica', zegt Zadpoor. 'Met deze techniek zou
geprinte 2D-elektronica in een 3D-vorm kunnen worden verwerkt.'
Zadpoor ziet ook een toekomst voor zich waarin je bij IKEA een 2D-plaat kunt
kopen. Thuis pak je deze uit en pas je een bepaalde prikkel toe, waarna de
plaat vanzelf een gebruiksklaar meubelstuk wordt. Zadpoor: 'Shapeshifting kan
veel bestaande 2D-werelden omvormen tot 3D-werelden. Er hebben zich al partijen
bij ons gemeld die interesse hebben om ermee te werken.'
Meer informatie:
Programming 2D/3D shape-shifting with hobbyist 3D printers, Teunis van Manen,
Shahram Janbaz en Amir A. Zadpoor: http://dx.doi.org/10.1039/C7MH00269F

Contactpersonen:
Dr. Amir Zadpoor (onderzoeker TU Delft),
A.A.Zadpoor@xxxxxxxxxx<mailto:A.A.Zadpoor@xxxxxxxxxx>, +31 15 2781021 of +31 6
43447445.
Claire Hallewas (persvoorlichter TU Delft),
C.R.Hallewas@xxxxxxxxxx<mailto:C.R.Hallewas@xxxxxxxxxx>, +31 6 40953085.
U ontvangt dit bericht via de PWC-medialijst. U kunt zich afmelden via
www.platformwetenschapscommunicatie.nl<file:///\\www.platformwetenschapscommunicatie.nl>.
Dit bericht is afkomstig van de TU Delft, Communication, Postbus 5, 2600 AA
Delft, www.tudelft.nl<http://www.tudelft.nl/>.

Attachment: Tulip.png
Description: Tulip.png

[PWC-MEDIA] Persbericht TU Delft: Wetenschappers zetten belangrijke stap met zelfvouwende voorwerpen

Other related posts: