چاپ سه بعدی سبک ترین ماده جهان!
ایروژل (هواژل) یکی از سبک ترین مواد در جهان تلقی می شود. گرافن، رکورددار این دسته، به قدری سبک است که قطعه بزرگی از آن نمی تواند در یک گلوله کوچک پنبه فرورفتگی ایجاد کند.
چگالی آب حدود هزار برابر چگالی آن است. چگالی (تراکم) کم ایروژل ها امکان کاربرد های بسیار زیادی را به آن ها می دهد؛ محققان از جذب نشت نفت گرفته تا پوشش های نامرئی را کشف کرده‌اند.
به گزارش کلیک، اکنون دانشمندان دانشگاه ایالتی نیویورک در مجله اسمول گزارش کرده‌اند که روشی را برای چاپ سه بعدی ایروژل گرافن یافته اند که تنها در نمونه های آزمایشگاهی استفاده شده است. این فناوری استفاده از این مواد را آسان تر خواهد کرد و کاربرد آن و دیگر مواد ایروژل را گسترش خواهد داد.
گرافن تنها یک لایه از اتم های کربن است. از زمان اولین جداسازی آن در سال 2004، به خاطر استحکام، انعطاف پذیر و رسانایی، طرفداران زیادی پیدا کرده است. ایروژل در اصل یک ژل است که در آن هوا جایگزین مایع می شود. قابلیت فشرده شدن ایروژل بسیار بالا است (بنابراین می تواند فشار را بدون شکستن تحمل کند) و بسیار رسانا است (بنابراین می تواند برق را به خوبی هدایت کند)؛ اما هر ساختاری که موجب این خصوصیات در آن می‌شود، تولید آن را از طریق فناوری چاپ سه بعدی مشکل می‌کند.
محققان سانی بوفالو به یک راه حل دست یافته اند. آن‌ها اکسید گرافن- گرافن به‌اضافه اتم های اضافی اکسیژن را با آب مخلوط کردند و لایه ها را روی سطحی با دمای °25- سانتی گراد ایجاد کردند. این کار بلافاصله هر لایه را منجمد کرد و ساختار سالم ایروژل را به کمک یخ به عنوان نگه دارنده آن فراهم کرد.
زمانی که این فرایند کامل شد، یخ با استفاده از نیتروژن مایع و از طریق تکنیک «انجماد خشک» حذف شد. بدین ترتیب، آب بدون آسیب رساندن به ساختار خارج شد. سپس مواد به منظور حذف اتم های اکسیژن حرارت داده شدند که تنها گرافن را در ایروژل باقی گذاشت. چگالی ماده سفتِ به دست آمده 5/0 تا 10 کیلوگرم بر مترمکعب بود. سبک ترین ایروژلی که تاکنون تولید شده است، حدود 16/0 کیلوگرم بر مترمکعب (در مقایسه با 1000 کیلوگرم بر مترمکعب در آب) است.
چاپ سه بعدی مواد برای تبدیل فناوری به کاربرد تجاری رو به گسترش است. چاپ سه بعدی، اجسام را به شکل دقیق و مورد نیاز تولید می کند که به ایجاد سریع نوع اولیه و اتخاذ فنّاوری های جدید کمک می‌کند. به عنوان مثال، چاپ سه بعدی به صنعت هوافضا در نوآوری سریع تر نمونه های اولیه جدید کمک کرده است؛ اما بخش های قدیم را هم که دیگر تولید نمی شوند، ساخته است. محققان اکنون به دنبال توسعه فنّاوری چاپ سه بعدی خود برای تولید انواع دیگر ایروژل ها هستند.
منبع:msn