Создан метод наноразмерной 3D-печати

Washington State University

Ученые разработали новый метод быстрого создания крошечных трехмерных структур. Для этого исследователи осаждают крошечные капли, которые содержат наноразмерные частицы серебра. Работа ученых опубликована в журнале Science Advances.

Наноматериалы с трехмерной архитектурой вызывают большой интерес у исследователей благодаря своим необычным свойствам и могут быть использованы для создания медицинских имплантатов, пористых мембран, суперконденсаторов, а также во многих других областях. Ученые применяют разные технологии при их производстве, например проекционную микростереолитографию, однако, как правило, они требуют изготовления полимерной основы, которая удаляется в процессе, что приводит к образованию нежелательных отходов.

Чтобы обойти этот недостаток, авторы новой работы предложили использовать раствор этиленгликоля, который содержит крошечные частицы серебра, размером от 20 до 40 нанометров. С помощью технологии аэрозольной печати (Aerosol Jet), исследователи превращают раствор в мелкие капли, которые смешиваются вместе с газообразным азотом (то есть как раз превращаются в аэрозоль) и после этого направляются к печатающей головке. Полученная смесь подается в виде струи, с помощью которой и осуществляется печать трехмерных конструкций. Затем этиленгликоль очень быстро испаряется и в результате остается твердая наноконструкция, которую затем дополнительно запекают.

Толщина полученных элементов составляет всего 20 микрометров (микрометр равен 0,001 миллиметра), а размер пустот между «балками» составляет от 100 микрометров до одного миллиметра. Исследователи подчеркивают, что их метод не требует использования каркаса или поддерживающих материалов, что позволяет избавиться от лишних отходов в процессе производства. При этом ученые отмечают, что для того, чтобы конструкция не разрушилась, важно провести точные расчеты, которые определяют критический угол наклона для элементов (37 градусов) и оптимальную температуру нагрева при испарении растворителя (не менее 90 градусов Цельсия).

Авторы работы отмечают, что вместо серебра в принципе можно использовать любой другой материал, который можно раздробить на наночастицы. Новая технология может быть использована для создания тонких анодов и катодов в аккумуляторах, что, по мнению исследователей, поможет повысить скорость их заряда и производительность.

В прошлом году Александр Бузимов, финалист конкурса ВИК.Нано, предложил использовать композитные сита из керамики и цеолитов с наноразмерными порами для очистки крови при диализе, а международная команда химиков создала наноразмерные «ножницы», способные обратимо открываться и закрываться под действием света. Кроме того, австралийские инженеры разработали наноантенны, которые позволяют преобразовать инфракрасный свет в видимый.

Кристина Уласович


Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.