Вокруг света с 3Dtoday: бочка наночастиц, 3D-принтер-гроссмейстер и другие новости недели!

Александру Грищуку посвящается

3D-принтер – не просто ЧПУ-станок с экструдером, но и игровая приставка! По крайней мере, так считает мейкер Патрик Грэм. Причем Патрику по душе не компьютерные игрушки, а шахматы в самом натуральном виде. Смахнув со стола гору свеженапечатанных Эйфелевых башенок, Патрик взялся за переоборудование своего печатающего друга в электромеханического гроссмейстера.Для того чтобы научить 3D-принтер играть в шахматы, нужно было решить две проблемы. Первая – система физического перемещения фигурок на доске. Здесь ничего предельно сложного нет, вопрос решается достаточно простым манипулятором или электромагнитом вместо печатающей головки. Патрик не стал мудрить и остановился на втором варианте. Основная же проблема имеет не аппаратную, а программную природу. За основу агрегата по причине банального наличия был взят дельта-принтер Rostock. Захват фигурок осуществляется с помощью электромагнита, притягивающего вбитые в фигурки гвозди. Пусть это и не самое эстетичное решение, зато очень простое и практичное, ибо с помощью гвоздей можно добиться одинаковой высоты всех фигурок, что заметно упрощает машинный код. Доска и фигурки были напечатаны, так как доски подходящего размера под рукой не оказалось. Оставалось лишь приспособить компьютерную шахматную игру для работы в качестве «искусственного интеллекта». Теоретически здесь все достаточно просто: нужно лишь использовать алгебраическую шахматную нотацию на входе и выходе, генерируя на ее основе G-код. Входную нотацию (то есть собственные ходы) пользователь вводит вручную, а выходная определяется игровой программой. Затем нотация конвертируется в машинный код, управляющий движением магнитного манипулятора.

Работа над проектом продолжается: создатель намерен усовершенствовать алгоритмы, чтобы сгладить слишком резкие движения манипулятора, добавить беспроводной интерфейс и облагородить внешний вид устройства. С текущими наработками можно ознакомиться здесь.

Чем меньше, тем больше

Как известно, ни один серьезный научный проект не может обойтись без наночастиц. Все, что мешает прогрессивному человечеству и Роснано приделать приставку «нано» ко всему и вся, это стоимость. Грамм золота обойдется вам в $40-50, а вот грамм того же желтого металла в форме наночастиц – во все $80 000. Как несколько ехидно подметил профессор Ноа Мальмштадт, «дело совсем не в том, что золото дорогое, а в том, что мы не умеем производить наночастицы двухсотлитровыми бочками». Очевидно, с этим нужно что-то делать.«Что-то» делают ученые Университета Южной Каролины под руководством все того же профессора Мальмштадта. Идея заключается в формировании наночастиц в результате столкновения несмешивающихся жидкостей в сети тонких трубок. Микрожидкостные устройства использовались для производства наночастиц и ранее, но процесс натыкался на сложности, связанные с изготовлением сложных канальных сетей сверхмалого диаметра. Судя по видео, эту проблему удалось решить с помощью стереолитографического 3D-принтера. Главное же – многообещающее повышение производительности.

Между прочим, конечным рынком для масштабного производства нанопорошков может опять-таки стать аддитивное производство, ведь не секрет, что минимальная толщина слоя в спекающих 3D-принтерах в немалой степени обусловлена диаметром частиц в микродисперсных порошках. Да и в биомедицине на нанопорошки смотрят с интересом ввиду способности наночастиц проникать сквозь клеточные мембраны, не нанося повреждения. Остается лишь дождаться дня, когда грузчики будут ворочать мозолистыми руками пресловутые бочки.

Графен и лед

Что самое главное в вашей «таблетке» или смартфоне? Размер экрана? Разрешение камеры? Или все-таки емкость батарей, неизбежно разряжающихся «на самом интересном месте»? Ученые обещают, что на смену литий-ионным аккумуляторам придут еще более емкие графеновые. Но для начала их нужно научиться делать более-менее эффективно. Исследователи из Университета штата Нью-Йорк в Буффало и Университета штата Канзас работают над проблемой производства графеновых аэрогелей, необходимых для производства аккумуляторов и суперконденсаторов. Существующие методы создания объемных графеновых структур достаточно неэффективны. Наиболее универсальный подразумевает 3D-печать графеновыми композитами с полимерным наполнителем. После печати наполнитель необходимо удалять, что достигается выжиганием и нередко приводит к повреждению графеновой структуры. А почему бы не заменить полимер водой?Как оказывается, 3D-печать водой – не шутка. Исследователи взялись за печать графеновых каркасов, используя в качестве основного материала водяную суспензию оксида графена, а в качестве материала поддержки – просто лед. Само собой, для того чтобы материал застывал, печатать приходилось при минусовых температурах (порядка –25 °C). Получаемые модели окунались в жидкий азот для формирования водородных связей, а затем производилась сушка в сублимационной камере. Результаты пока довольно неказисты на вид, но начало положено. Полученные образцы имели плотность от 0,5 до 10мг/см³ с отличной электропроводностью. Команда надеется использовать полученный опыт для создания композитных аэрогелевых структур.

Авторы считают продемонстрированную методику важным шагом на пути к превращению графена в коммерческий материал. В дальнейших планах исследование возможностей создания аэрогелей, состоящих из композитных материалов.

«Как я напечатал робота этим летом»

В Вологодской области решили, что детский отдых должен быть не только приятным, но и полезным. В этом году в детском оздоровительном лагере Череповецкого района «Жемчужина Мологи» начнет работу профильная программа, посвященная изучению робототехники.Согласно заявлению пресс-службы районной администрации, детям будет предоставлена возможность изучить основы программирования и 3D-моделирования, а также научиться работе с 3D-принтерами. Новая программа дополнит существующие обучающие студии, посвященные астрономии, фотографии, изучению иностранных языков и другим темам. Летний сезон в «Жемчужине Мологи» начнется 30 мая и завершится 27 августа.