ساخت فوم گرافنی با چاپگر سه‌بعدی، برای اولین بار
مجله علمی ایلیاد - دانشمندان مواد، مزایای گرافن را به خوبی مستند کرده‌اند. ورقه‌های کربنی نازک اتمی فوق‌العاده قوی، انعطاف‌پذیر و رسانا هستند. اما ثابت شده که تولید گرافن به‌صورت عمده دشوار است که استفاده‌ی بالقوه‌ی آن‌را در فناوری‌های تجاری محدود می‌کند، چه در ایمپلنت‌های پزشکی و چه در تلفن‌های هوشمند.
با این حال دانشمندان در دانشگاه رایس و دانشگاه تیانجین چین، با استفاده از چاپگر سه‌بعدی، راهی برای تبدیل مواد اولیه‌ی غیرگرافنی به فوم گرافن یافتند. محققان، جزئیات پیشرفت خود را در مجله‌ی Journal ACS Nano منتشر کرده‌اند. «جیمز تور» شیمی‌دان دانشگاه رایس در مصاحبه‌ای مطبوعاتی گفت: «این مطالعه در نوع خودش اولین است.»
آخرین پیشرفت، روی تحقیقات قبلی صورت‌گرفته در رایس، انجام شد. در سال ۲۰۱۶، دانشمندان با استفاده از لیزر، نیکل و شکر پودر شده را به فوم گرافن سه‌بعدی تبدیل کردند. در اوایل سال جاری، محققان با افزودن نانولوله‌های کربنی به مواد کامپوزیتی، این فوم را تقویت کردند. جدیدترین روش نیز با نیکل و شکر پودرشده آغاز می‌شود. به هیچ قالب یا دمای بالایی نیاز نیست. این تکنیک جدید به پرینتر سه‌بعدی با قدرت لیزری وابسته است.
لیزر، پودر را رسوب می‌کند، دانه‌ها را به کامپوزیت جامد تبدیل می‌کند. لایه به لایه، لیزر پودر را به‌شکل جامد درمی‌آورد و پودر بیشتری را در بالای هر لایه‌ی تکمیل‌شده می‌افزاید. لایه‌های گرافن دو بعدی، بلوک فوم سه‌بعدی به اندازه‌ی انگشت اشاره را تشکیل می‌دهند. لیزر، شکر و نیکل را ذوب می‌کند، به‌عنوان کاتالیزور عمل می‌کند، واکنشی زنجیره‌ای را به راه می‌اندازد که بعد از اینکه لیزر برای ذوب کردن ذرات پودر مجاور به حرکت درآمد، گرافن تولید می‌کند.
فوم گرافنی که به وسیله‌ی لیزر از لحاظ تجاری تولید می‌شود، منافذ بزرگ و چگالی کمی دارد. دانشمندان می‌گویند به‌منظور تغییر اندازه‌ی منفذ فوم می‌توان نسبت پودر را تغییر داد. دانشجوی ارشد رایس، «ییلون لی» گفت: «فوم‌های گرافنی سه‌بعدی که به وسیله‌ی روش ما تهیه شده‌اند، نوید برنامه‌هایی کاربردی را می‌دهند که نیازمند به ساخت سریع نمونه‌ی اولیه و تولید مواد کربنی سه‌بعدی است، از جمله ذخیره‌‌ی انرژی، تعدیل و جذب صدا»
نوشته: بروکس های
ترجمه: زهرا جهانبانی - مجله علمی ایلیاد
ترجمه: زهرا جهانبانی - مجله علمی ایلیاد