مواد ساخته شده بوسیله پرینت سه بعدی از مواد خاص و مدرنی هستند که در اولویت اصلی محققان معاصر مهندسی مواد قرار دارند. گروهی از محققان موفق به پرینت سه بعدی نوعی از ماده شده‌اند که بر خلاف اکثر مواد، با قرار گرفتن در معرض گرما، با کاهش ابعاد روبرو می‌شود. در ادامه مطلب با اقای مهندس همراه باشید:
اغلب مواد جامد، با قرار گرفتن در معرض گرما، منبسط می‌شوند. تنها برخی از مواد خاص هستند که این قانون ترمودینامیکی را نقض می‌کنند و پس از گرم شدن، با کاهش ابعاد روبرو می‌شوند.
گروهی از محققان موسسه‌ی تکنولوژی ماساچوست (MIT) با همراهی با محققان دانشگاه جنوب کالیفرنیا و یک گروه محقق دیگر، به رهبری نیکولاس فنگ، استاد دانشگاه ام‌آی‌تی، موفق به تولید ساختاری با استفاده از مواد خاص شده‌اند که پس از گرم شدن، کوچک می‌شود. این گروه از محققان از پرینت سه بعدی برای تولید این ساختار استفاده کرده‌اند. ساختار تولید شده ترکیبی از تیرها به همراه ساختار خرپایی است که ابعادی در اندازه‌ی یک دانه‌ی شکر دارد. این ساختار، شکلی شبیه به ستاره دارد.
این ساختار که از مواد تولید شده بوسیله پرینت سه بعدی تشکیل شده است، ار مواد اولیه‌ی معمولی که در شرایط عادی در معرض گرما منبسط می‌شوند، تولید شده است. دانشمندان ساختار این محصول را به گونه‌ای طراحی کرده‌اند که گرم شدن بخش‌ها و انبساط آنها باعث کشیده شدن بخش‌های دیگر شود و در مجموع، ساختار کوچک شود. محققان نام این مواد جدید را متامریال (Metamaterials) گذاشته‌اند. این نام برای مواد کامپوزیتی که رفتار غیر عادی و خاص از خود نشان می‌دهند به کار می‌رود. رفتار این مواد به طور طبیعی در طبیعت یافت نمی‌شود.
از این مواد تولید شده بوسیله پرینت سه بعدی می‌توان در محصولات خاص استفاده کرد. به طور مثال چیپ‌های کامپیوتری که در معرض گرما‌های ناگهانی هستند، در حالت معمول ممکن است دچار دفرمگی شوند. با استفاده از این مواد جدید می توان مقاومت این چیپ‌ها را در برابر گرما افزایش داد.
نظریه‌ی استفاده از مواد مختلف برای تولید ساختاری که بر اثر گرما منقبض شود، در دهه‌ی ۱۹۹۰ مطرح شد. منتها تولید اینگونه مواد درآن زمان دشوار بوده و اکنون تیم ونگ با استفده از فناوری پرینت سه بعدی توانسته‌اند این نظریه را در مقیاس بسیار کوچک و کاربردی اجرا کنند. تکنیک استفاده شده در این روش جدید، microstereolithography نام دارد که محققان در آن، با استفاده از نور یک پروژکتور خاص، سازه‌های بسیار کوچک را بصورت لایه به لایه در رزین خاص تولید می‌کنند.
آزمایشات اولیه بر روی این مواد تولید شده بوسیله پرینت سه بعدی به این گونه بوده که آنها را در محفظه‌ای خاص قرار داده‌اند و سپس دمای آن را به آرامی افزایش داده‌اند. ساختار مورد نظر ابتدا شکل خود را حفظ کرده و در نهایت در دمایی حدود ۲۸۲ درجه‌ی سانتیگراد به سرعت به اندزازه‌ی ۰.۶ درصد کاهش حجم داشته است. اگر چه این مقدار، مقدار زیادی نیست اما ماهیت موضوع و دست‌یابی به ساختاری که با گرم شدن، منبسط نشود بسیار مهم است.
