تولیدات سه بعدی به کمک تولید مواد شبه‌زیستی می‌آیند.
مجله علمی ایلیاد - محققان دانشگاه ایالتی واشینگتن، در حال توسعه‌ی روشی در چاپگرهای سه بعدی هستند که برای اولین بار قادر به تولید سریع و کنترل دقیق ساختار ماده در ابعاد نانومتر تا سانتی‌متر است. این محققان گزارشی از کار خود را در مجله‌ی Science Advances منتشر کرده و اختراع‌شان را به ثبت رسانیده‌اند. کار این محققان، کاربردهای مهندسی با تکنولوژی بسیار بالای زیادی دارد.
«راهول پنت»، استادیار دانشکده‌ی مکانیک و مهندسی مواد که رهبر این تحقیق است، می‌گوید: «این پروژه پیشرفتی بزرگ در طراحی مواد در مقیاس نانو تا ماکرو است که کاربردهایی در باتری‌ها، مواد بسیار سبک‌وزن و فوق‌العاده قوی، مبدل‌های کاتالیزوری، ابرخازن‌ها و داربست‌های بیولوژیکی دارد. این تکنیک می‌تواند خلاء‌های حیاتی بسیاری را در تحقق این تکنولوژی‌ها از میان بردارد.»
گروه تحقیقاتی دانشگاه ایالتی واشنگتن از روش چاپگر سه‌بعدی برای ایجاد قطرات بسیار کوچک مه‌مانند، شامل ذرات نقره در مقیاس نانو و قرار دادن آن‌ها در نقاط مشخص استفاده کردند. با بخار شدن مایع داخل مه، ذرات به اندازه‌ی نانو باقی می‌مانند و ساختارهایی ظریف می‌سازند.
دلیل استفاده از نقره، راحت بودن کار کردن با آن است. پنت می‌گوید: «این روش را می‌توان برای مواد دیگری که قابلیت تبدیل شدن به ذرات نانو را دارند، استفاده کرد و تقریباً تمامی مواد این قابلیت را دارند.» محققان ساختارهای زیبا و پیچیده‌ی بسیاری همچون «میکرواسکافلد»هایی شامل پُل، مارپیج‌ها، اتصالات الکترونیکی مشابه با ستون‌‌های شکل دونات یا لوله‌های آکاردئون ساخته‌اند.
روش تولید مشابه با فرآیندی نادر و طبیعی است که در آن قطرات بسیار کوچک مه که شامل سولفور است در صحراهای داغ غرب آفریقا بخار شده و سبب شکل‌گیری ساختارهای گل مانندی به‌نام «رزهای بیابانی» می‌شود. این روش هدر رفت کمی دارد و بسیار کارآمد است. علاوه بر آن امکان تولیدات در مقیاس بزرگ و با سرعت بالا را می‌دهد.
محققان علاقه‌مند هستند تا از این ساختارهای فلزی پرمنفذ در مقیاس نانو، برای شماری از کاربردهای صنعتی استفاده کنند. به‌طور مثال، این گروه در حال توسعه‌ی آندها و کاتد‌های پرمنفذ و باجزییات بالا برای باتری‌ها به جای ساختارهای جامدی است که در حال حاضر استفاده می‌شود. این پیشرفت می‌تواند با افزایش قابل‌توجه سرعت باتری‌ها و ظرفیت آن‌ها و همچنین امکان استفاده از مواد با انرژی بیشتر، باعث دگرگونی صنعت شود.
«محمدصادق صالح» و «چانشان هو» دانشجویان ارشدی هستند که در این پروژه با پنت همکاری داشته‌اند. این تحقیق همراه با پروژه‌ی دانشگاه ایالتی واشنگتن، می‌تواند منجر به تحقیقاتی شود که تعدادی از مشکلات پیچیده‌ی جامعه را حل می‌کند. این تکنیتک به‌طور خاص می‌تواند با مواد مورد نیاز و ضروری چالش «سیستم‌های هوشمند» مرتبط باشد.
نوشته: Washington State University
ترجمه: مجله‌ی علمی ایلیاد
ترجمه: مجله‌ی علمی ایلیاد