Kenraali

Tutkijat käyttävät muokattua 3D-tulostinta luodessaan nestemäisiä rakenteita


Tutkijat ovat löytäneet tapoja tulostaa nesteistä tehtyjä 3D-rakenteita. Energiaministeriön Lawrence Berkeleyn kansallisen laboratorion tutkijat, jotka tekivät löydön, sanovat, että tämä on ensimmäinen vaihe nestemäisen elektroniikan luomisessa, joka voi muovautua mihin tahansa muotoon käytettäväksi venyvissä laitteissa.

Löytö on kuvattu Advanced Materials -lehdessä. Uskomattoman tehtävän saavuttamiseksi tutkijat käyttivät tavanomaista 3D-tulostinta, jota he muokkaivat lisäämällä ruiskun, joka lisäisi pieniä määriä vettä pieneen laatikkoon silikoniöljyä.

Ruiskutettu vesi kylvettiin kullananohiukkasilla samalla kun dispergoituneita polymeeriligandeja lisättiin öljyyn. Ligandit ovat ryhmä atomia, jotka sitoutuvat metalliatomiin.

Kun kullanvärinen vesi ja polymeeripitoinen öljy yhdistettiin, ligandit vetivät ja sitoutuivat kullan nanohiukkasiin. Tuloksena oli nanohiukkasten viitta veden ympärillä, joka pysäytti veden hajoamisen pisaroiksi.

Supersaippua pitää vettä yhdessä

Viitta pitää veden putkimuodossa, jonka avulla se voidaan tulostaa 3D-tulostimella. Tutkijat kutsuivat keittämistä nanohiukkaseksi supersaippua.

Kuten saippua, tämä seos on "pinta-aktiivinen aine" tai aine, joka vähentää kosketuksissa olevien nesteiden pintajännityksiä. Emolevy antoi hyvän esimerkin siitä, miten tämä voidaan kuvitella: kuten tiedämme, öljy ja vesi eivät sekoita, mutta kun astiasaippua lisätään seokseen, se vähentää niiden pintajännitystä ja antaa niiden sekoittua, ja voit pestä rasvat astiat .

Toisin kuin astiasaippua, öljy ja vesi, kun öljyssä olevat ligandit ja vedessä olevat kultaiset nanohiukkaset kohtaavat tuloksen, on lasitus. Sama prosessi, joka tapahtuu, kun sula lasi jäähtyy kiinteään muotoonsa.

Loputtomat mahdollisuudet nestemäiseen 3D-tulostukseen

Sieppaamalla nämä prosessit tulostimen sisälle tutkijat pystyivät hallitsemaan lopputuloksen muotoa. ”Tämä vakaus tarkoittaa, että voimme venyttää vettä putkeen, ja se pysyy putkena.

Tai voimme muotoilla vedestä ellipsoidin, ja se pysyy ellipsoidina ”, Russell sanoi. "Olemme käyttäneet näitä nanohiukkasten supersaippua useita kuukausia kestävien vesiputkien tulostamiseen."

Tulokset ovat ensimmäinen askel aivan uudenlaisen elektroniikan kehittämiseen. 3D-painetut nesteet voivat tehdä mahdolliseksi joustavat ja joustavat laitteet.

Tutkimus avaa ovet joustavaan elektroniikkaan

"Se on uusi materiaaliluokka, joka voi konfiguroida itsensä uudelleen, ja se on mahdollista räätälöidä nestemäisiksi reaktioastioiksi moniin käyttötarkoituksiin, kemiallisesta synteesistä ioninsiirtoon katalysointiin", kertoi Tom Russell, vieraileva tiedekunnan tutkija Berkeley Lab's Materialsissa. Tiedeosasto.

"Voimme puristaa nestettä neulasta ja sijoittaa vesilangat mihin haluamme kolmiulotteisesti."

Russell kehitti menetelmän ja materiaalin yhteistyössä materiaalitieteiden divisioonan tutkijatohtorin Joe Forthin sekä muiden Berkeley Labin ja useiden muiden laitosten tutkijoiden kanssa.

"Voimme puristaa nestettä neulasta ja sijoittaa vesilangat mihin haluamme kolmiulotteisesti", Forth sanoi. "Voimme myös pingata materiaalia ulkoisella voimalla, joka rikkoo hetkeksi supersaippuan vakauden ja muuttaa vesilankojen muotoa. Rakenteet ovat loputtomasti konfiguroitavissa. "


Katso video: Näin toimii 3D-tulostin kotikäytössä (Kesäkuu 2021).