Τρισδιάστατη εκτύπωση τώρα και με υγρό μέταλλο

Μια νέα τεχνική «τρισδιάστατης εκτύπωσης» επιτρέπει τη δημιουργία κατασκευών που στέκονται όρθιες αν και αποτελούνται από ένα υγρό κράμα εξωτικών μετάλλων. Η τεχνική θα μπορούσε να αξιοποιηθεί σε ηλεκτρονικές συσκευές που λυγίζουν και τεντώνονται.

«Είναι δύσκολο να δημιουργήσει κανείς δομές από υγρά, δεδομένου ότι τα υγρά έχουν την τάση να σχηματίζουν σφαιρίδια» εξηγεί ο Μάικλ Ντίκεϊ, επίκουρος καθηγητής Χημικής και Βιομοριακής Μηχανικής στο Πολιτειακό Πανεπιστήμιο της Βόρειας Καρολίνας.

«Διαπιστώσαμε όμως ότι ένα υγρό μεταλλικό κράμα από γάλλιο και ίνδιο αντιδρά με το οξυγόνο του αέρα και σχηματίζει μια «φλούδα», η οποία επιτρέπει στις υγρές μεταλλικές κατασκευές να διατηρούν το σχήμα τους» συνεχίζει.

Αυτό σημαίνει ότι οι τρισδιάστατες κατασκευές περιέχουν υγρό που συγκρατείται στη θέση του χάρη σε μια εξωτερική κρούστα οξειδωμένου μετάλλου. Το γάλλιο και το ίνδιο, εξωτικά χημικά στοιχεία που ανήκουν στις λεγόμενες σπάνιες γαίες, έχουν ιδιαίτερα χαμηλό σημείο τήξης, και το συγκεκριμένο κράμα που χρησιμοποιήθηκε στη μελέτη παραμένει υγρό σε θερμοκρασία δωματίου.

• Τρισδιάστατοι εκτυπωτές φέρνουν επανάσταση στη βιομηχανική παραγωγή
• Στην τρισδιάστατη εκτύπωση επενδύει η NASA και ο αμερικανικός στρατός
• Τρισδιάστατος εκτυπωτής παράγει «ζωντανά» ανθρώπινα αφτιά
• Κατάστημα 3D εκτύπωσης δημιουργεί ρέπλικες των πελατών

H ομάδα του Ντίκεϊ ανέπτυξε διάφορες τεχνικές για τη δημιουργία τέτοιων δομών. Η πρώτη από αυτές αφορά έναν 3D εκτυπωτή που χρησιμοποιεί μια σύριγγα για να τοποθετεί σταγόνες του υγρού κράματος τη μία πάνω στην άλλη. Οι σταγόνες συγκρατούνται σε ένα είδος στοίβας χωρίς όμως να συνενώνονται και να χάνουν το αρχικό σχήμα. «Είναι περίπου σαν σωρός από πορτοκάλια στο σουπερμάρκετ» λένε οι ερευνητές.

Μια άλλη μέθοδος είναι η διοχέτευση του υγρού κράματος μέσα σε ένα καλούπι από πολυμερές, το οποίο στη συνέχεια διαλύεται με χημική κατεργασία και αφήνει πίσω του την τελική δομή.

Όμως το σημαντικότερο ίσως κατόρθωμα της ερευνητικής ομάδας ήταν η δημιουργία υγρών μεταλλικών συρμάτων.

Τέτοια σύρματα θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν ως καλώδια σε ελαστικές ηλεκτρονικές συσκευές: «Οι τελικές δομές είναι μαλακές, και αν για παράδειγμα τις ενσωματώσει κανείς μέσα σε λάστιχο, μπορεί να δημιουργήσει κατασκευές που παραμορφώνονται και τεντώνονται» σχολιάζει ο Δρ Ντίκεϊ.

Η έρευνά του δημοσιεύεται στην επιθεώρηση Advanced Materials.

Newsroom ΑΛΤΕΡ ΕΓΚΟ