17 października 2018


Opracowana w Kalifornijskim Instytucie Technologicznym (Caltech) synteza organicznych konstrukcji nośnych, zawierających jony metalu pozwala drukować metalowe struktury znacznie mniejsze niż dotąd.

20180206 Greer Lattice x 12500 0

Technologie przyrostowe pozwalają na wytwarzanie miniaturowych struktur z różnych materiałów, które, choć niewidoczne dla oka, nadają materiałom niezwykłe właściwości. Badacze z Caltech eksperymentowali z różnymi materiałami, od składników organicznych po ceramikę, budując struktury przestrzenne o wymiarach poniżej 50 mikronów. Drukowanie 3D obiektów tej wielkości z metalu napotyka jednak na poważne przeszkody. Dwufotonowa wiązka lasera, która wystarcza do uformowania żywic polimerowych w nanostruktury, jest zbyt mała by stopić metal.
Rozwiązanie opracowane w Caltech opiera się na żywicy zawierającej ligandy łączące się z metalami. W przeprowadzonym eksperymencie polimerowa żywica wzbogacona o atomy niklu została uformowana wiązką laserową. Otrzymany pół-produkt był więc mieszanką jonów metalu z cząstkami organicznymi. W następnym etapie utworzona struktura została umieszczona w komorze próżniowej i stopniowo ogrzana do temperatury 1000 °C. Sam nikiel topi się dopiero w temperaturze 1455 °C, ale składniki organiczne w takich warunkach ulatniają się. Tym sposobem, po ogrzaniu elementu do odpowiednio wysokiej temperatury, pozbyto się substancji pomocniczych i, dzięki zjawisku pirolizy, otrzymano się metalową strukturę o wymiarach znacznie mniejszych niż kompozytowy półprodukt, ale zachowujący założone proporcje i układ.
Metoda ma jak dotąd charakter eksperymentalny, ale jej twórcy już dzisiaj myślą o zastosowaniach przemysłowych, wykorzystujących nie tylko nikiel, ale też inne metale, np. tytan, a także ceramikę, półprzewodniki i materiały piezoelektryczne.

www.caltech.edu