Kaliforniya Teknoloji Enstitüsü’ndeki araştırmacılar (Caltech) geliştirdik yenilikçi bir üretim tekniği boyutlarıyla nano ölçekte metal nesnelerin 3D basımı için 150 nanometre kadar küçük (grip virüsünün boyutuyla karşılaştırılabilir). Bu yenilik, üç veya dört sayfa kağıt kadar ince özelliklere sahip mikro boyutlu metal parçaları basmaya yönelik daha önceki çalışmalarının üzerine inşa ediliyor.
Bu gelişmeyi farklı kılan şey, bu nano boyutlu metal nesnelerin içindeki atomik düzenlemelerin düzensiz olmasıdır; bu da daha büyük ölçekte onları tipik olarak zayıf ve düşük kaliteli hale getirir. Bununla birlikte, nano ölçekte atom düzeyindeki bu düzensizlik, parçaları daha düzenli atomik düzenlemelere sahip benzer yapılardan üç ila beş kat daha güçlü hale getiriyor.
Julia R. Greer’in laboratuvarı tarafından geliştirilen yeni bir teknik kullanılarak nano ölçekli bir kafes hazırlandı. Kredi bilgileri: Caltech
Süreç Nasıl Gerçekleşiyor?
Süreç, esas olarak ağırlığının birkaç katı su emebilen bir polimer olan hidrojelden oluşan, ışığa duyarlı bir “kokteyl” oluşturarak başlıyor. Bu karışım, küçük sütunlar ve nano kafesler gibi istenen metal nesnelerin şekillerini yansıtan bir 3 boyutlu iskele oluşturmak için lazerle seçici olarak sertleştirilir.
Hidrojel parçaları daha sonra nikel iyonları içeren bir çözeltiyle aşılanıyor, ardından hidrojeli yakmak için fırınlanıyor, artık oksitlenmiş ve oksijen atomlarına bağlı metal iyonları geride kalıyor. Son aşamada, oksijen atomları kimyasal olarak uzaklaştırılarak metal oksit tekrar metalik forma dönüştürülür.
Bu süreç kusurlarla dolu dağınık bir mikro yapı yaratır ve bu da mantıksız bir şekilde nano ölçekli parçaları güçlendirir. Tipik metallerde kusurlar malzemeyi zayıflatır, ancak bu nano boyutlu yapılarda kusurlar, başarısızlığın yayılmasını engelleyerek onları daha dayanıklı hale getirir.
Çeşitli Uygulamalar
Bu nano ölçekli 3 boyutlu baskı tekniğinin uygulamaları, hidrojen için katalizörler, karbon içermeyen amonyak gibi kimyasallar için depolama elektrotları ve sensörler ve mikro robotlar gibi cihazlar için temel bileşenler dahil olmak üzere çok çeşitlidir. Bu kadar küçük ölçekte 3 boyutlu baskı metal yapılarının ilk gösterilerinden birini temsil ediyor ve sağlam ve işlevsel nano ölçekli bileşenler oluşturmak için umut verici bir yol sunuyor.
Bu yenilikçi yaklaşım, atomik seviyedeki yapı ile malzeme mukavemeti arasındaki ilişkiye ilişkin geleneksel kavramlara meydan okuyor ve gelişmiş malzeme ve cihazların tasarlanması ve üretilmesi için yeni olanaklar açıyor.
Dosyalandı . 3D Baskı hakkında daha fazlasını okuyun.