جنرال لواء

يسمح حبر الطباعة الذكي ثلاثي الأبعاد للهياكل بتغيير الشكل واللون


تعمل الطابعات ثلاثية الأبعاد على إنشاء كل شيء بدءًا من الأطراف الصناعية وحتى المنازل وحتى الطعام. ومع ذلك ، يمكن لنوع جديد من الحبر توسيع هذه الإمكانات بشكل أكبر. ابتكر باحثون من كلية دارتموث نوعًا جديدًا من الحبر الذكي يمكن أن يؤدي إلى نمط جديد تمامًا من المواد المطبوعة ثلاثية الأبعاد.

يسمح الحبر للهياكل بتغيير الشكل واللون ، مما يعد بإضافة المزيد من الوظائف إلى أسلوب عملي بالفعل للحرفية. أراد الفريق في دارتموث التفرع إلى التكنولوجيا الناشئة للطباعة الذكية المتغيرة الشكل - المعروفة أيضًا بالطباعة رباعية الأبعاد. يأمل عشاق الطباعة ثلاثية الأبعاد أن توفر الطباعة رباعية الأبعاد خيارًا منخفض التكلفة للأجزاء المهمة في مجالات مثل الطاقة للميكانيكا الحيوية.

قال تشينفينج كي ، أستاذ الكيمياء المساعد في دارتموث: "تمنح هذه التقنية الحياة للأشياء المطبوعة ثلاثية الأبعاد". "في حين أن العديد من الهياكل المطبوعة ثلاثية الأبعاد هي مجرد أشكال لا تعكس الخصائص الجزيئية للمادة ، فإن هذه الأحبار تجلب جزيئات وظيفية إلى عالم الطباعة ثلاثية الأبعاد. يمكننا الآن طباعة كائنات ذكية لمجموعة متنوعة من الاستخدامات."

تستخدم أحبار الطباعة ثلاثية الأبعاد الأكثر شيوعًا راتنجات معالجة الصور التي تخلق أجسامًا صلبة أو بلاستيكية أو هياكل صلبة. لاحظ الباحثون أن هذه الهياكل غالبًا ما يكون لها بنى جزيئية عشوائية. طور فريق Dartmouth عملية جديدة تسمح للمصممين بالحفاظ على محاذاة الجزيئات المثالية ووظائفها. تجمع العملية بين التقنيات الجديدة في كل من ما قبل الطباعة وما بعد الطباعة. وأفادت الدراسة أنه يمكن للباحثين حتى تقليص العناصر المطبوعة إلى 1 في المائة من حجمها الأصلي وب 10 أضعاف الدقة. باستخدام متعقبات الفلورسنت ، يمكن للأشياء المطبوعة تغيير لونها استجابةً لمحفزات مثل الضوء.

وفقًا لـ Ke ، يمكن أن يوفر الحبر الذكي الباحثين الذين يتطلعون إلى الاستفادة من التكنولوجيا للتخصصات الأخرى ، الوقت والمال والموارد الأخرى.

قال كي: "يمكن أن تستخدم هذه العملية طابعة 1000 دولار لطباعة ما كان يتطلب طابعة 100000 دولار". "هذه التقنية قابلة للتطوير والتكيف على نطاق واسع ويمكن أن تقلل التكاليف بشكل كبير."

يأتي الحبر الذكي من مركبة قائمة على البوليمر تجمع الأنظمة الجزيئية في هلام الطباعة. يسمح هذا للجزيئات بتحويل وظائفها بسرعة من المقياس النانوي إلى المقياس الكبير.

في بيان ، قال الفريق "نعتقد أن هذا النهج الجديد سيبدأ في تطوير مواد الطباعة ثلاثية الأبعاد القائمة على الجزيئات الصغيرة ويسرع بشكل كبير في تطوير المواد والأجهزة الذكية التي تتجاوز إدراكنا الحالي والتي تكون قادرة على القيام بمهام معقدة استجابة للبيئة المحفزات ".

يأمل الباحثون أن يساعد حبرهم الذكي الجديد في تخفيف بعض الإحباطات من الطباعة الحالية - خاصة بالنسبة لكيميائيين المواد ومهندسي الطباعة والمهندسين الأحيائيون وغيرهم من الباحثين الذين يبحثون عن ميزات طباعة أكثر وظيفية وقابلة للتعديل.

"هذا شيء لم نشهده من قبل. لا يمكننا فقط طباعة الأشياء ثلاثية الأبعاد ، بل يمكننا أيضًا إخبار الجزيئات الموجودة في تلك الكائنات بإعادة ترتيب نفسها عند مستوى يمكن رؤيته بالعين المجردة بعد الطباعة. وقد يطلق هذا التطور العنان للإمكانات العظيمة من أجل تطوير مواد ذكية ".

لاحظ Ke وفريقه أنهم ما زالوا بعيدين عن الأنظمة الذكية ثلاثية الأبعاد التي يمكن أن تغير شكلها ديناميكيًا. ومع ذلك ، يمكن أن تخلق الاستخدامات الحالية نوعًا جديدًا من الكائنات ثلاثية الأبعاد الكبيرة لأشياء مثل استبدال العظام أو توصيل الأدوية.


شاهد الفيديو: حرف رائعة بقلم الطباعة ثلاثية الأبعاد لتجربوها بأنفسكم (كانون الثاني 2022).