Kompozit kovu a polyméru pre 3D tlač pevnejších nanoštruktúr
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 3. 1. 2023
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Technológia 3D tlače sa používa nielen na stavbu vecí veľkých ako domy, ale aj malých ako snehové vločky. Nový kompozitný materiál umožňuje, aby tieto nanoštruktúry boli oveľa pevnejšie ako kedykoľvek predtým, a aby sa dali 3D vytlačiť podstatne rýchlejšie.
Kompozitný materiál, ktorý vyvinuli vedci zo Stanfordskej univerzity, je určený najmä na použitie v nanoštruktúrach podobných mriežkam, ktoré sa využívajú na ochranu drobných základných komponentov, napríklad v elektronike. Pozostáva z polymérnej živice v kombinácii s malými zhlukmi atómov kovov, takzvanými kovovými nanoklastrami.
V existujúcom procese nazývanom ako dvojfotónová litografia sa do zmesi tekutej živice svieti laserom. Všade tam, kde stred tohto lúča zasiahne jeden z nanoklastrov, nastane chemická reakcia, ktorá spôsobí, že živica v danej oblasti stvrdne. Presným pohybom laserového lúča cez živicu je preto možné vytvoriť veľmi malé, zložité objekty.
Pri testovaní mriežok vytlačených z tohto konkrétneho materiálu sa zistilo, že sú schopné absorbovať dvakrát viac energie ako mriežky vytlačené z iných bežne používaných materiálov. V závislosti od typu mriežky vyrobenej z nového kompozitu niektoré z nich vynikali v prenášaní veľkého zaťaženia bez deformácie, zatiaľ čo iné vynikali v stlačení, aby absorbovali nárazy, a potom sa vrátili do pôvodnej nepoškodenej podoby.
Navyše pri 3D tlači mriežok umožnili kovové nanoklastre, aby chemická reakcia prebehla oveľa rýchlejšie ako v iných materiáloch, ktoré využívali rôzne typy fotocitlivých molekúl. Tento efekt sa zaznamenal aj vtedy, keď sa v kompozite použilo niekoľko rôznych polymérov. V jednom prípade, keď sa použil polymér na báze bielkovín, bolo možné vytlačiť predmety 100-krát rýchlejšie, ako to bolo predtým možné s takýmito polymérmi.
„V súčasnosti je veľký záujem o navrhovanie rôznych typov 3D štruktúr s ohľadom na mechanické vlastnosti,“ povedala docentka Wendy Gu, zodpovedajúca autorka článku o výskume. „To, čo sme urobili navyše, je vývoj materiálu, ktorý naozaj dobre odoláva silám, takže to nie je len 3D štruktúra, ale aj materiál, ktorý poskytuje veľmi dobrú ochranu“.
Článok bol nedávno uverejnený v magazíne Science.
