محققان از نقص های چاپ سه بعدی برای هدایت مایعات استفاده می کنند

محققان در هنگ کنگ رویکرد جدیدی برای تنظیم دینامیک پخش مایع بر روی سطوح کشف کرده اند. به طور سنتی، اعتقاد بر این بود که جهت پخش مایعات صرفاً با طراحی سطح تعیین می شود و نمی توان آن را سفارشی کرد. با این حال، این تحقیق جدید با نشان دادن اینکه مایعات با کشش های سطحی متفاوت می توانند جهت پخش خود را روی یک سطح انتخاب کنند، این مفهوم را به چالش می کشد.

جغجغه های ماکرو

کلید دستیابی به این سفارشی سازی در استفاده از جغجغه های سه بعدی ماکرو با انحناهای دوگانه بازدارنده نهفته است. این ساختارهای پیچیده را می توان با استفاده از پرینت سه بعدی ساخت، اما فرآیند چاپ لایه به لایه، عیوب سطحی ریز شیار مانند را معرفی می کند. رویکردهای قبلی برای از بین بردن این نقایص، افزایش پیچیدگی و محدود کردن کاربردهای عملی، به درمان های پرداخت اضافی نیاز داشت.

در این مطالعه، محققان رویکرد متفاوتی را در پیش گرفتند. آنها به جای از بین بردن عیوب سطح، آنها را برای تنظیم نقشه فاز پخش مایعات مهار کردند. با طراحی جغجغه های دو مقیاس ساده شده با ریز شیارها، آنها توانستند به فرمان جهتی مایع مشابه آنچه در پدیده های طبیعی یافت می شود، دست یابند.

آزمایش‌های بیشتر نشان داد که جهت ریزشیارها نقش مهمی در تنظیم مایعات با ترشوندگی متوسط ​​دارد.

Zuankai Wang، محقق دپارتمان مهندسی مکانیک در دانشگاه پلی‌تکنیک هنگ‌کنگ، می‌گوید: «این طراحی جدیدی از سطح را ارائه می‌کند که ساخت یا تکرار آن آسان است، بدون اینکه عملکرد فرمان جهت‌گیری مایعات را به خطر بیندازد.

ریز شیارهایی که عمود بر جهت چرخش جغجغه چیده شده اند به عنوان دریچه تاخیری برای کاهش سرعت پخش مایعات در سطح جانبی جغجغه ها عمل می کنند، در حالی که ریز شیارهای موازی با جهت چرخش جغجغه باعث پخش شدن مایعات به دلیل فتیله مویرگی می شوند، بنابراین دومی برای پخش مجدد مایعات مفیدتر است.

پخش مایع

یافته‌های این مطالعه تفکر متعارف را به چالش می‌کشد و فرصت‌های جدیدی را برای طراحی و ساخت سطوحی می‌گشاید که می‌توانند پخش مایع را دقیقاً کنترل کنند. محققان اکنون در حال بررسی عمیق‌تر مکانیسم‌های برهمکنش مایع-جامد و بررسی عملکردهای اضافی هستند که می‌توان با ترکیب مواد مختلف در مواد به دست آورد.

این تحقیق نشان می دهد که چگونه می توان از عیوب سطحی به ظاهر نامطلوب برای ایجاد سطوح کاربردی استفاده کرد و زباله ها را به گنج تبدیل کرد. مهندسان با پذیرش و درک پیچیدگی‌های ساختارهای ریزمقیاس، می‌توانند کاربردهای جدیدی را در زمینه‌های مختلف از جمله جداسازی نفت از آب، برداشت آب، مدیریت حرارت، میکروسیال، ساخت پیشرفته و بیومیمتیک باز کنند.

وانگ می‌گوید: «آنچه می‌دانیم فقط نوک کوه یخ است، ممکن است از ابزارهای تجسم پیشرفته‌تری برای آشکار کردن نحوه تعامل ساختارهای مایع و جامد در مقیاس خرد استفاده شود، یا حتی می‌توانیم عملکردهای دیگری را با افزودن مواد مختلف به مواد معرفی کنیم.» .

احتمالات بسیار زیاد است و تحقیقات بیشتر بدون شک پتانسیل این رویکردهای نوآورانه برای دستکاری مایعات را آشکار خواهد کرد.

مقاله تحقیقاتی کامل، با عنوان “فرمان جهتی مایع انتخابی فعال شده توسط جغجغه‌های دو مقیاسی فعال شده است” را می‌توانید در مجله بین‌المللی تولید افراطی در این لینک پیدا کنید.

بیایید و نظرات خود را در فیس بوک به ما بگویید، توییترو صفحات لینکدین، و فراموش نکنید که در خبرنامه هفتگی تولید مواد افزودنی ما ثبت نام کنید تا آخرین داستان ها را مستقیماً در صندوق ورودی خود دریافت کنید.