دانش و فنآوری

توسعه ماده ای کاربردی برای چاپ سه بعدی که در روشنایی جامد است و در تاریکی مایع

بازدیدها

موادی که در شرایط گوناگون خواصشان تغییر می کند کاربردهای های بسیاری در صنایع مختلف خواهند داشت. اخیرا تیمی بین المللی از دانشمندان موفق به توسعه نوعی خلاقانه از آن ها شده اند. با قابلیت سخت شدن زیر نوع خاصی از نور و نرم شدن در تاریکی، ماده جدید قابلیت های جدیدی برای صنعت چاپ سه بعدی به همراه خواهد داشت، زیرا می توان از آن به عنوان یک پایه موقتی برای سازه های پیچیده استفاده کرد که پس از اتمام کار محو می شود.

این ماده در صنعت چاپ سه بعدی کاربرد خواهد داشت

این ماده به دست دانشمندانی از دانشگاه کویینزلند استرالیا، دانشگاه گنت بلژیک و انستیتو تکنولوژی Karlsruhe آلمان ساخته شده، و از ساختاری پلیمری تشکیل شده که قادر به تغییر ساختارش در نور، و بازگشتن به حالت اولیه در تاریکی است. مواد اصلی که مشخصات تغییر پذیر آن را ممکن می کنند هم ترکیبات شیمیایی ارزانی هستند که تیم در ساخت این ماده از آن ها استفاده کرده است. از این مواد می توان به جفت مولکول های «triazolinediones» و نفتالین اشاره کرد که در قرص های ضد بید استفاده می شود.

ین مواد به آن کمک می کنند تا زمانی که تحت نور LED سبز قرار دارد حالت جامدش را حفظ کند. اما وقتی دانشمندان آن را مدتی در تاریکی رها کردند پیوندهای شیمیایی شروع به جدا شدن کردند و ماده جامد تبدیل به مایعی روان شد. با این حال پس از روشن شدن چراغ ها دوباره حالتی سخت به خود گرفت. اما کم نور کردن چراغ ها نیز باعث می شود ماده حالتی بین مایع و جامد به خود بگیرد. به گفته دانشمندان چنین خاصیتی در دنیای مواد مشابهی ندارد و با درکمان از شیمی تناقض دارد.

چاپ سه بعدی

روند تغییرات فیزیکی این ماده در نور و تاریکی

«در حالت عادی، برای شکستن زنجیره های مولکولی مواد باید از طول موج های مختلف نور، مواد شیمیایی قوی یا گرما استفاده کنیم، اما در این مورد ما از نور LED سبز برای تثبیت ماده استفاده می کنیم. برای شکستن پیوندهای آن نیز راه کاری بسیار ساده وجود دارد: تاریکی. چراغ را روشن کنید و ماده دوباره سخت می شود و استحکام و ثباتش را به دست می آورد.»

در ساخت این ماده از مواد شیمیایی ارزان استفاده شده است

این تیم اسم ماده جدیدشان را «ماده دینامیک تثبیت شده با نور» گذاشته اند و امیدوارند راه را برای انواع جدیدی از مواد که از نور به شکل کارآمد استفاده می کنند باز کند. از این ماده می توان در صنعت چاپ سه بعدی برای ساخت پل ها و سازه های کنسول دار استفاده کرد که با تکنیک های کنونی امری بسیار پیچیده است، زیرا چاپگر های سه بعدی فعلی کار ساخت را به صورت لایه لایه انجام می دهند.

پروفسور «کریستوفر بارنر» از دانشگاه کویینزلند درباره قابلیت های این ماده در صنعت چاپ سه بعدی می گوید: «زمان که سازه ای مانند پل را با چاپگر سه بعدی می سازید، به ماده ای ثانویه برای ساخت پایه ها نیاز دارید که بعد از اتمام کار جدا شود. با استفاده از این ماده می توان کار چاپ را زیر نور انجام داد، و پس از اتمام آن چراغ ها را خاموش کرد تا اجزای اضافه آب شوند و از سازه اصلی محو شوند.»

نتایج این تحقیق در نشریه American Chemical Society منتشر شده است.