مهندسان پرینستون تکنیک چاپ سه بعدی جدیدی را برای پلاستیک های نرم انعطاف پذیر، قابل بازیافت و مقرون به صرفه توسعه می دهند.

مهندسان دانشگاه پرینستون یک تکنیک چاپ سه بعدی جدید برای تولید پلاستیک های نرم و کشدار با ویژگی های قابل تنظیم توسعه داده اند. این روش که در مواد کاربردی پیشرفته توضیح داده شده است، از الاستومرهای گرمانرم ارزان قیمت استفاده می کند که تقریباً یک سنت در هر گرم قیمت دارند. مواد حاصل می توانند در جهات خاص انعطاف پذیر و سفت باشند و در عین حال قابلیت بازیافت را حفظ کنند.

این تکنیک بر کنترل ساختارهای نانومقیاس درون مواد در طول فرآیند چاپ متکی است. محققان از کوپلیمرهای بلوکی استفاده کردند که ساختارهای استوانه ای سفت با ضخامت 5 تا 7 نانومتر را تشکیل می دهند که درون یک ماتریس پلیمری انعطاف پذیر تعبیه شده اند. این ساختارها را می توان در حین چاپ جهت ایجاد موادی با درجات مختلف سختی و انعطاف پذیری در جهات مختلف.

یکی از ویژگی های کلیدی این فرآیند بازپخت حرارتی است که شامل گرمایش و خنک سازی کنترل شده مواد چاپ شده است. فکر می کنم یکی از جالب ترین بخش های این تکنیک، نقش های متعددی است که بازپخت حرارتی ایفا می کند – هم خواص پس از چاپ را به شدت بهبود می بخشد و هم باعث می شود چیزهایی که چاپ می کنیم بارها قابل استفاده باشند و حتی در صورت دریافت آن، خود ترمیم شوند. آلیس فرگرسون، نویسنده اصلی این مطالعه گفت: آسیب دیده یا شکسته است.

تیم تحقیقاتی با ایجاد ساختارهای مختلف، از جمله یک گلدان کوچک و متن چاپی، تطبیق پذیری تکنیک خود را نشان دادند. آنها همچنین با موفقیت افزودنی های کاربردی مانند مولکول های پاسخ دهنده به نور را بدون به خطر انداختن خواص مکانیکی مواد وارد کردند. این تیم با برش و اتصال مجدد نمونه ها از طریق بازپخت، قابلیت های خود ترمیمی مواد را تأیید کردند و مواد تعمیر شده خواصی مشابه نمونه های اصلی نشان دادند.

این فناوری برای کاربردهای مختلف، از جمله رباتیک نرم، دستگاه های پزشکی، پروتز، تجهیزات حفاظتی و زیره های کفش سفارشی، نویدبخش است. این تیم تحقیقاتی قصد دارد در کارهای آینده خود، معماری های جدیدی را که برای وسایل الکترونیکی پوشیدنی و ابزارهای زیست پزشکی مناسب است، کشف کند.

منبع: engineering.princeton.edu