Elastyczne, funkcjonalne i reagujące na pole magnetyczne – tak w skrócie można opisać nowatorskie tworzywo do druku 3D, za które Emil Pająk, absolwent V Liceum Ogólnokształcącego w Gliwicach, otrzymał nagrodę specjalną EIROForum podczas tegorocznego finału European Union Contest for Young Scientists (EUCYS) w Rydze. Jego materiał, inspirowany badaniami naukowców z MIT, może znaleźć zastosowanie w robotyce miękkiej i medycynie. Projekt powstał bez zaplecza uczelnianego – z wykorzystaniem powszechnie dostępnych technologii.
Podstawą tworzywa jest termoplastyczny poliuretan (TPU) – popularny, elastyczny filament do druku 3D. Emil wzbogacił go o ponad 30% cząstek magnetycznych, uzyskując kompozyt, który zachowuje drukowalność i elastyczność, a jednocześnie reaguje na zewnętrzne pole magnetyczne bez potrzeby zasilania elektrycznego. Wydrukowane z niego obiekty mogą się odkształcać, zginać czy przesuwać w kontrolowany sposób, co czyni je potencjalnie użytecznymi w urządzeniach medycznych, miękkich aktuatorach czy mikroinżynierii.
– Zainspirowała mnie praca naukowców z MIT z 2018 roku, ale postawiłem sobie cel osiągnięcia podobnego efektu przy użyciu zwykłych, dostępnych drukarek FDM – podkreślił autor projektu.
W medycynie opracowane przez Emila Pająka tworzywo może znaleźć zastosowanie m.in. przy projektowaniu miniaturowych stentów, które dzięki właściwościom magnetycznym można kontrolować bezinwazyjnie, z zewnątrz ciała. Reaktywność materiału na pole magnetyczne otwiera też perspektywy w kontekście terapii miażdżycy, gdzie elastyczne, aktywne struktury mogłyby wspomagać udrażnianie naczyń krwionośnych lub dozowanie leków miejscowo. Możliwość druku elastycznych komponentów sterowanych polem magnetycznym bez konieczności stosowania elektroniki czyni ten materiał atrakcyjnym dla rozwoju nowoczesnych implantów i urządzeń diagnostycznych nowej generacji.
Wskazana publikacja MIT opisywała możliwość tworzenia elastycznych, magnetycznie aktywowanych struktur przy użyciu specjalistycznych technologii. Rozwiązanie Emila jest znacznie bardziej dostępne i skalowalne. Wysoka zawartość cząstek magnetycznych w TPU stanowi wyzwanie technologiczne – łatwo wówczas o utratę ciągłości materiału, zatykanie dyszy czy spadek elastyczności. Tym większe uznanie wzbudził fakt, że jego materiał da się przetwarzać w typowych warunkach druku 3D.
Projekt Emila Pająka został wyróżniony tygodniowym stażem badawczym w Institute Laue-Langevin w Grenoble – jednym z wiodących europejskich ośrodków zajmujących się badaniami strukturalnymi materiałów. To szansa na dalszy rozwój pomysłu i jego walidację naukową.
Oprócz Emila, na EUCYS 2025 nagrodzono także Antoniego Łuczaka z Warszawy, który zaprezentował pracę matematyczną ukazującą powiązania klasycznej geometrii z bardziej zaawansowanymi teoriami matematycznymi. Jego celem było udowodnienie, że matematyka jest spójnym systemem, a nie zbiorem oderwanych działów. Z kolei Zuzanna Kassner z Piły została wyróżniona za opracowanie nawozu na bazie nanocząstek chitozanu, ograniczającego zużycie wody w uprawach nawet o 75% podczas suszy – rozwiązanie o potencjale również dla upraw kosmicznych.
źródło: Głos Nauczycielski
