کشف ماده‌ای مقاوم در چاپ نانو ساختار‌های سه بعدی

به گزارش خبرنگار گروه دانش و فناوری خبرگزاری آنا، فناوری پرینت سه بعدی نه تنها برای ساختن چیزهایی به بزرگی خانه ها، بلکه برای ساخت موادی به کوچکی دانه های برف نیز استفاده می شود. از این رو کشف یک ماده جدید باعث می شود که نانوساختارهای جدید بسیار قوی تر از همیشه باشد و به طور قابل توجهی سریعتر چاپ شود.

این ماده کامپوزیتی که توسط دانشمندان دانشگاه استنفورد ابداع شده است، عمدتاً برای استفاده در ساختارهای شبکه مانند در مقیاس نانو در نظر گرفته شده که برای محافظت از اجزای زیرین کوچک (مانند قطعات الکترونیک) استفاده می شود. این ماده شامل یک رزین پلیمری است که با توده های کوچکی از اتم های فلزی ترکیب شده است که به نانوخوشه های فلزی معروف هستند.

در این فرآیند که لیتوگرافی دو فوتونی نام دارد، به مخلوط رزین مایع لیزر تابیده می شود. هر جا که مرکز آن پرتو به یکی از نانوخوشه ها برخورد کند، یک واکنش شیمیایی رخ می دهد که باعث سخت شدن رزین در آن ناحیه خاص می شود. بنابراین، با حرکت دقیق پرتو لیزر روی رزین، امکان ساخت اجسام بسیار کوچک و پیچیده وجود دارد.

هنگامی که شبکه های چاپ شده با این ماده خاص مورد آزمایش قرار گرفتند، مشخص شد که استحکام آن ها دو برابر بیشتر از شبکه های چاپ شده با سایر مواد معمولی هستند. بسته به نوع و شکل شبکه های ساخته شده از کامپوزیت جدید، برخی در حمل بار سنگین بدون تغییر شکل برتری داشتند، در حالی که برخی دیگر در کوبیدن برای جذب ضربه و سپس بازگشت به شکل سالم اولیه خود مزیت داشتند .

به عنوان یک مزیت اضافی، زمانی که شبکه‌ها چاپ می‌شدند، نانوخوشه‌های فلزی اجازه می‌دادند واکنش شیمیایی بسیار سریع‌تر از سایر موادی که از انواع مختلف مولکول‌های حساس به نور استفاده می‌کردند، رخ دهد. این اثر حتی زمانی که تعدادی از پلیمرهای مختلف در کامپوزیت استفاده می‌شد، مشاهده شد - در یک مورد، زمانی که از پلیمری مبتنی بر پروتئین برای تولید نانوساختارها استفاده شد، اقلام می‌توانستند 100 برابر سریع‌تر از آنچه قبلاً با چنین پلیمرهایی ممکن بود چاپ شوند.

پروفسور وندی گو، نویسنده این مقاله می‌گوید: در حال حاضر علاقه زیادی به طراحی انواع مختلف ساختارهای سه بعدی برای عملکرد مکانیکی وجود دارد. کاری که ما انجام داده‌ایم این است که ماده‌ای را توسعه داده‌ایم که مقاومت آن در برابر نیروها واقعاً خوب است، بنابراین پژوهش ما فقط تولید ساختار سه‌بعدی نیست، بلکه ماده‌ای است که محافظت بسیار خوبی را ارائه می‌کند.»

این مقاله اخیراً در مجله Science منتشر شده است.