پرینتر سه بعدی که نانو فیبر‌ها را بهتر تولید می‌کند

پرینتر سه بعدی که نانو فیبر‌های بهتر تولید می‌کند

پرینتر سه بعدی که نانو فیبر‌ها را بهتر تولید می‌کند

کد خبر: ۶۰۸۱۵۶

تاریخ انتشار: ۳۰ اکتبر ۲۰۱۷

مش ساخته شده از الیافی با قطر نانومتر، طیف گسترده‌ای از کاربرد‌های بالقوه، از جمله مهندسی بافت، تصفیه آب، سلول‌های خورشیدی و حتی پوشش‌های محافظتی از بدن را در بر می‌گیرد. در آخرین شماره مجله Nanotechnology، محققان دانشگاه MIT یک دستگاه جدید برای ساخت مش‌های نانوفیبر معرفی کردند که می‌تواند با سرعت بالا و راندمان بهتر عمل کرده و قطر فیبرها را به میزان قابل توجهی کاهش دهد.

در حالی که دستگاه پیشین توسط همین گروه در دانشگاه MIT، این کار را در طی فرآیندی پیچیده تر و در اتاق تمیز (Clean room) انجام می‌داد، دستگاه جدید با استفاده از یک چاپگر سه بعدی ۳۵۰۰ دلاری ساخته شده است. به این ترتیب نانوفیبر تولید شده نه تنها قابل اعتمادتر، بلکه ارزان‌تر از نمونه‌های قبلی خواهد بود.

دستگاه جدید شامل مجموعه‌ای از نازل‌های کوچک است که از طریق آن مایع حاوی پلیمر پمپ می‌شود. این همان چیزی ست که به عنوان یک دستگاه میکروفلوئیدیک شناخته می شود.

لوئیس فرناندو ولاسکوئز گارسیا، یکی از محققان آزمایشگاه میکروسیستم تکنولوژی دانشگاه MIT و نویسنده ارشد مقاله، میگوید: “نظر شخصی من این است که در چند سال آینده هیچ کس در حال کار با میکروفلوئیدیک‌ها در clean room ها نمی‌باشد. هیچ دلیلی برای این کار وجود ندارد. چاپ سه بعدی تکنولوژی‌ای است که می توان با انتخاب بهتر مواد، امکان ایجاد ساختار مد نظر را فراهم کرد. هر بار که به clean room می‌روید، بخشی از ساختار هندسی از بین می‌رود و مشکل بعدی هزینه بسیار گزاف آن می‌باشد.”

نانوفیبرها

نانوفیبرها برای کاربری‌هایی که نسبت بالای سطح به حجم مطرح است، مثل سلول‌های خورشیدی که سعی می‌کند حداکثر دریافت نور خورشید را داشته باشند یا الکترود‌های پیل‌های سوختی که واکنش در سطح آن‌ها کاتالیز می‌شود، بسیار مفید است. از نانوفیبر همچنین می‌توان در تولید موادی که در مقیاس بسیار کوچک نفوذ پذیرند، مثل فیلتر‌های آب، یا برای کاربری خود بسیار سنگین هستند، مثل زره ها، استفاده کرد.

در بسیاری از موارد و کاربردها، قطر یکنواخت فیبر‌ها از اهمیت خاصی برخوردار است. واسکوئز گارسیا می گوید: “عملکرد الیاف به شدت به قطر آن‌ها بستگی دارد. اگر بتواند توزیع نامناسب و متفاوتی داشته باشید، این بدان معناست که تنها چند درصد از آن‌ها واقعا کار می‌کنند. برای مثال شما یک فیلتر دارید که اندازه حفرات آن بین ۵۰ نانومتر تا ۱ میکرومتر متغیر است. بنابراین شما یک فیلتر ۱ میکرونی دارید.”

بر خلاف دستگاه‌های قبلی، این تجهیز به صورت داخلی خوراک‌دهی می‌شود. آن‌ها حفرات را با فشار هیدرولیکی از مایع پر می‌کنند و در نهایت با میدان مغناطیسی اعمالی، مایع به الیاف کوچک تبدیل می‌شود. در پایین فرستنده، کانال‌های خوراک دهی به دور سیم‌پیچ‌هایی پیچیده شده‌اند که به تدریج با افزایش طول، باریک‌تر می‌شوند. این باریک شدن نکته کلیدی برای تنظیم قطر نانوفیبرها‌ست. امری که دستیابی به آن در clean room و تکنیک‌های میکروفیبرسازی غیرممکن است.

 

 

لغات کلیدی: پرینتر سه بعدی-نانو فیبر

هشتگ ها: #تکنولوژی#nano

 

منبع:

https://phys.org/news/2017-10-d-printed-device-nanofibers.html

http://news.mit.edu/2017/3-d-printed-device-builds-better-nanofibers-1030

 

 

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *