تولیدات سه‌بعدی از گرافن + ویدئو
به گزارش گروه علم و فناوری آنا به نقل از Futurity، گرافن، ماده‌ای که در سال 2004 کشف شد، یک میلیون بار از موی انسان نازک‌تر و 300 برابر از فولاد سخت‌تر و محکم‌تر است و از طرفی، بهترین رسانای برق و حرارت به شمار می‌رود.
دانشمندان و مهندسان دانشگاه بوفالو، به‌تازگی اکسید گرافن را که ماده‌ای ژل‌مانند است، داخل قالب‌های یخ‌زده ریختند تا از این طریق بتوانند اشیای سه‌بعدی تولید کنند. این اقدام محققان نتیجه‌بخش بود ولی تنها ساختارهایی از این روش قابل تولید بودند که به طور تجاری محدودیت کاربرد داشتند.
محققان در گزینه بعدی، از دستگاه پرینتر سه‌بعدی استفاده کردند. آنها گرافن را با پلیمر یا یک عامل غلیظ‌کننده ترکیب کردند. این کار مانع از جدا شدن ساختارها از هم می‌شود. ولی زمانی که پلیمر را در فرآیند حرارتی جدا می‌کنند، به این ساختتار حساس آسیب وارد می‌شود.
محققان با این روش توضیح دادند که چگونه با تغییر کاربری پرینترهای سه‌بعدی و استفاده از آب یخ‌زده، مکعب‌های شبکه‌ای و با برآمدگی‌هایی با استفاده از اکسید گرافن، پایه‌های سه‌بعدی تولید کرده‌اند.
این سازه‌ها گام مهمی در تولید کالاهای تجاری گرافنی در عرصه صنایع الکترونیک، دستگاه‌های تشخیص پزشکی و سایر صنایع به شمار می‌رود. کار با گرافن دشوار است اما ساخت این سازه‌ها نشان می‌دهد که کنترل شکل این ماده در قالب سه‌بعدی امکان‌پذیر است.
محققان در این آزمایش‌ها، اکسید گرافن را با آب مخلوط کردند و چارچوب شبکه‌ای را روی سطحی با دمای منفی 25 درجه سانتی‌گراد پرینت گرفتند. ماده گرافن بین لایه‌های یخ پرس می‌شود که نقش یک ساختار حمایتی را ایفا می‌کند.
محققان بعد از اتمام این فرآیند، شبکه تولید‌شده را داخل نیتروژن مایع فرو می‌برند که به سخت‌تر شدن ارتباط‌های هیدروژنی آن کمک می‌کند. سپس شبکه را در یک خشک‌کن یخ قرار می‌دهند که یخ را به گاز تغییر می‌دهد و آن را خارج می‌کند. نتیجه نهایی، تولید ساختاری پیچیده و سه‌بعدی ساخته شده از اروژل گرافن است که شکل خود را در دمای اتاق به دست می‌آورد. محققان با نگهداری گرافن در محیط خنک، اطمینان دارند که این ماده شکل طراحی‌شده را دوباره به دست می‌آورد.
مترجم: ندا اظهری
دانلود فایل صوتی
انتهای پیام/