مرجع پلیمر در بازار ایران (پلیم پارت) :
به گزارش خبرگزاری صدا و سیما به نقل از وبگاه فیز، محققان دانشگاه Caltech موفق به دستیابی به روشی برای چاپ اشیایی با اندازه ۱۵۰ نانومتر شده اند که تقریبا با اندازه یک ویروس آنفولانزا برابری می‌کند.
این تیم همچنین در بررسی‌های خود به این نتیجه رسید که آرایش اتمی درون اجسام غیرفلزی با این ابعاد، نامنظم است که در مقیاس بزرگ، این مواد را غیرقابل استفاده می‌کند چرا که ضعیف بوده و ازکیفیت پایینی برخوردارند. اما در مورد اجسام فلزی با ابعاد نانو، این آشفتگی در سطح اتمی اثر معکوس دارد به طوری که این قطعات می‌توانند سه تا پنج برابر قوی‌تر از ساختار‌هایی با اندازه‌های مشابه با آرایش اتمی منظم‌تر باشند.
با این حال، محققان با یک چالش در این زمینه مواجه بودند: اشیاء ساخته شده با چشم غیرمسلح قابل رویت نبوده و یا به راحتی قابل دستکاری نیستند. محققان می‌گویند این فرآیند با تهیه یک ترکیب آغازگر حساس به نور شروع می‌شود که عمدتاً از یک هیدروژل تشکیل شده است؛ نوعی پلیمر که می‌تواند چندین برابر وزن خود آب جذب کند. سپس این ترکیب به طور انتخابی با لیزر سخت می‌شود تا داربستی سه بعدی به شکل اجسام فلزی مورد نظر ساخته شود.
به گفته این گروه تحقیقاتی، در مطالعه اخیر آن اشیاء مجموعه‌ای از ستون‌ها و نانوشبکه‌های کوچک بودند. سپس قطعات هیدروژل با محلول آبی حاوی یون‌های نیکل تزریق می‌شوند. هنگامی که قطعات با یون‌های فلزی اشباع شدند، شروع به سوختن می‌کند، تا زمانی که تمام هیدروژل سوخته شود و بخش‌هایی را به همان شکل اصلی باقی می‌گذارند که این بخش‌ها به طور کامل از یون‌های فلزی که اکسید شده اند، تشکیل می‌شوند. در مرحله آخر، اتم‌های اکسیژن به صورت شیمیایی از قطعات جدا می‌شوند و اکسید فلز را دوباره به شکل فلزی تبدیل می‌کنند.
محققان می‌گویند: همه این فرآیند‌های حرارتی و جنبشی به طور همزمان در طول این فرآیند اتفاق می‌افتند و به یک ریزساختار بسیار آشفته منجر می‌شوند. شما نقایصی مانند منافذ و بی‌نظمی‌ها را در ساختار اتمی مشاهده خواهید کرد که معمولاً به عنوان عوامل کاهش دهنده مقاومت شناخته می‌شوند. اما به گفته این گروه، این عیوب زیاد که باعث تضعیف یک قطعه فلزی در مقیاس بزرگتر می‌شود، در عوض قطعات نانو را تقویت می‌کند.
آزمایش‌ها نشان داده هنگامی که یک ستون عاری از نقص باشد، شکست به طور فاجعه‌باری در امتداد مرز دانه‌ای رخ می‌دهد - جایی که کریستال‌های میکروسکوپی که مواد را تشکیل می‌دهند در مقابل یکدیگر قرار می‌گیرند. اما زمانی که مواد پر از عیوب باشد، شکست نمی‌تواند به راحتی از یک مرز دانه به مرز دیگر گسترش یابد. این بدان معناست که مواد به طور ناگهانی از بین نمی‌روند.
ونشین ژانگ، پژوهشگر ارشد این گروه تحقیقاتی می‌گوید: معمولاً، حامل تغییر شکل در نانو ستون‌های فلزی گسترش می‌یابد تا زمانی که بتواند در سطح بیرونی فرار کند. اما در حضور منافذ داخلی، گسترش به‌جای اینکه در تمام ستون ادامه یابد، به سرعت در سطح یک منفذ خاتمه می‌یابد.
این گروه معتقد است که این یکی از اولین نشانه‌های چاپ سه بعدی سازه‌های فلزی در مقیاس نانو است و این فرآیند می‌تواند برای ایجاد بسیاری از مواد مفید مانند کاتالیزور‌های هیدروژن، الکترود‌های ذخیره سازی آمونیاک بدون کربن، قطعات ضروری دستگاه‌ها مانند حسگرها، میکرو ربات‌ها و مبدل‌های حرارتی مورد استفاده قرار گیرد. شرح کامل این تحقیق در نشریه Nano Letters منتشر شده است.
منبع : خبرگزاری صدا و سیما
