Lavinia Gradisteanu - profilul pedagogic

(in timpul saptamanii)

Aparitia tehnologiei de printare 4D (referat TED) Skylar Tibbits vorbeste despre tehnologia printarii 4D si cum a inceput sa studieze programarea materialelor pentru a se auto-construi. La o scara micro si macro are loc o reactie nemaintalnita care se bazeaza pe capacitatea de a programa materiale fizice si organice pentru a le modifica proprietatile. Programul CAD NANO permite proiectarea de forme tridimensionale cu aplicatii in proiectarea nano-robotilor sau a sistemelor de administrare a medicamentelor prin utilizarea ADN-ului modificat pentru auto-asamblarea structurilor. In viata reala insa, apar anumite probleme cum ar fi de exemplu: sistemul de canalizare. Conductele de apa au o capacitate fixa, cu debite impuse, pe care le ingropam. La orice schimbare a stratului de pamant (cutremur, deplasari de teren) trebuie sa le inlocuim iar in felul acesta o luam de la capat.

Skylar Tibbits propune combinarea celor doua lumi, cea a nanomaterialelor adaptive si programabile si cea a mediului artificial referindu-se la materiale auto-programabile cu proprietatea de a se auto-asambla. Acest proces ia in discutie procesul prin care componente separate se ordoneaza pe loc intr-o structura. Pentru a putea dezvolta acest sistem avem nevoie de anumite ingrediente. Primul ar fi materialul si geometria in legatura directa cu sursa de energie. Se poate folosi energia pasiva: caldura, forta pneumatica, gravitationala si magnetica la care se adauga interactiuni special gandite. Acestea din urma corecteaza eventualele erori si permit formelor sa treaca dintr-o stare in alta. Proteinele auto-pliante presupun descopunerea structurii tridimensionale a unei proteine - crambina - din care luam structura moleculara fara legaturi transversale si fara a interactiona cu mediul. Urmatorul proces ar fi printarea prin folosirea unui material elastic. Daca se exercita o forta asupra sistemului rezultat se va observa o modalitate de pliere tridimensionala. Un lucru asemanator se poate aplica si in cazul sistemelor bidimensionale cum ar fi plierea colilor plane in structuri 3D. Acest concept a avut ca geneza virusul poliomelitei care daca este agitat, se descompune. Daca este agitat din nou, se recompune corectandu-si singur erorile; ceea ce demonstreaza ca daca folosim energie la intamplare putem construi forme bine definite. Pentru a demonstra acest proces, la TED Long Beach s-a realizat o instalatie care construieste alte instalatii. S-a construit o camera rotativa ce permitea oamenilor sa o invarta mai repede sau mai incet cedand energie sistemului si in acest fel sa inteleaga mai simplu functionarea auto-asamblarii si cum am putea folosi aceasta caracteristica in constructii la scara mare sau pentru fabricarea unor produse. Ideea ce sta la baza printarii 4D este printarea 3D extrapolata in printarea mai multor materiale la care se adauga o insusire noua, de transformare, adica de la inceput partile pot sa treaca dintr-o forma in alta de la sine. Acest proces se aseamana cu robotica fara fire: se poate printa un element care, peste ceva timp, se va putea transforma in altceva. Cooperarea cu Autodesk a dat nastere unui program nou, Project Cyborg, care permite simularea comportamentului de auto-asamblare si optimizarea plierilor succesive. Insa, in acest caz, acest program a fost folosit pentru a proiecta nano si macro sisteme de auto-asamblare. O demonstratie arata ca un sirag inmuiat in apa se auto-pliaza pentru a forma un cuvant: MIT. Un alt exemplu se refera la auto-plierea intr-un cub, o structura tridimensionala. De aici putem deduce ca ar putea fi chiar tehnica viitorului ce ne permite sa realizam o infrastructura adaptiva. In cadrul laboratorului MIT de auto-asamblare ("Self- Assembly Lab") se realizeaza materiale programabile pentru mediul construit pentru cateva sectoare cheie care s-ar preta la asemenea aplicatii. Unul ar fi cel al conditiilor extreme si anume spatiul cosmic. Pentru acest mediu se incearca proiectarea de noi scenarii si realizarea unor structuri auto-asamblabile si reconfigurabile care pot da nastere, pas cu pas, la sisteme functionale. Echipa lui Skylar Tibbits si o companie de langa Boston, Geosyntec, elaboreaza o noua paradigma pentru sistemele de canalizare. O teava programabila si auto-adaptabila s-ar putea dilata sau contracta pentru a-si ajusta capacitatea sau debitul , forma sau directia pentru a conduce apa cu usurinta.Bibliografie:

https://www.ted.com/talks/skylar_tibbits_the_emergence_of_4d_printinghttp://www.selfassemblylab.net/index.php