دانشمندان اشیای سه‌بعدی گرافنی قابل رؤیت چاپ کردند
به گزارش گروه علم و فناوری خبرگزاری آنا از نیو اطلس، محققان دانشگاه فناوری ویرجینیا روشی را برای چاپ سه‌بعدی اشیای پیچیده گرافنی ابداع کرده‌اند که می‌تواند صنایع باتری‌سازی و هوافضا را متحول کند.
گرافن یکی از قوی‌ترین مواد آزمایش شده در زمین است و به دلیل قابلیتش در هدایت الکتریکی و حرارت بالا از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است و می‌توان با چاپ سه‌بعدی اشیای گرافنی، از آنها در صنایع خاصی از قبیل باتری‌سازی، هوافضا، جداسازی، مدیریت حرارت، حسگرها و کاتالیزورها استفاده کرد.
گرافن در واقع تک لایه‌ای از اتم‌های کربن است که ساختار بلوری لانه زنبوری دوبعدی دارد. زمانی که ورقه‌های گرافنی روی هم قرار می‌گیرند و شکل سه‌بعدی به خود می‌گیرند، به گرافیت تبدیل می‌شوند که همان ماده‌ای است که در مدادها دیده‌اید.
از آنجا که گرافیت از روی هم قرار گرفتن گرافن درست می‌شود، خواص مکانیکی نسبتاً ضعیف دارد. اما اگر ورقه‌های گرافن با حفره‌های هوا از هم جدا شوند، ساختار سه‌بعدی‌ای به وجود می‌آید که می‌تواند خواص آن را حفظ کند. این ساختار گرافنی متخلخل، آرگون گرافن است.
محققان دانشگاه فناوری ویرجینیا این روش را برای ایجاد آرگون گرافن ابداع کرده‌اند که با آن می‌توان میزان هدایت الکتریکی، حمل و نقل انبوه، استحکام و افزایش چگالی گرافن را افزایش داد؛ موردی که در هواژل‌های گرافنی قابل دستیابی نیست.
قبلاً محققان می‌توانستند گرافن را با استفاده از یک فرآیند اکستروژن، فرآیندی شبیه فشرده‌سازی خمیر دندان، چاپ کنند اما با این تکنیک تنها می‌توانستند اشیای بسیار ریز در حد نانو و میکرو تولید کنند. با این حال، با ابداع روش جدید لایه‌های گرافن به گونه‌ای روی هم قرار می‌گیرند و اشیایی را می‌سازند که با وضوح بالا می‌توان آنها را دید.
اکستروژن یکی از روش‌های حجمی، برای تغییر شکل مواد به منظور کاهش ضخامت یا سطح مقطع آنها است که در نتیجه آن، قطعاتی با سطح مقطع صاف و عمودی تولید می‌شوند.
محققان برای ایجاد این ساختار پیچیده از اکسید گرافن، پیش‌ماده‌ای را به شکل ورقه‌هایی با اتم‌های کربن با اتصالات عرضی درست کردند که یک هیدروژل متخلخل به وجود آوردند. آنها هیدروژل‌های اکسید گرافن را با کمک فراصوت و پلیمرهای آکریلات حساس به نور شکستند و در نهایت ساختار سه‌بعدی جامدی ساختند که در آن اکسید گرافن در زنجیره‌های طولانی و سخت پلیمر آکریلات به دام افتاده‌اند.
محققان سپس این ساختار سه‌بعدی را درون یک کوره قرار دادند تا پلیمرهای آن بسوزند و مواد داخل آن با هم ترکیب شوند. نتیجه این فرآیندها یک هواژل گرافن خالص و سبک بود.
محققان ادعا می‌کنند که با کمک این ساختارها می‌توانند اشیای سه‌بعدی را بسازند که با چشم دیده می‌شود.
انتهای پیام/4056/
انتهای پیام/