Dotychczas wiele poszukiwań naukowych odbywało się edisonowską metodą prób i błędów. Jak stwierdza prof. Yanliang Zhang z wydziału inżynierii mechanicznej i lotniczej Uniwersytetu Notre Dame, badania nad nowymi materiałami trwają przeciętnie od 10 do 20 lat. Tymczasem rozwój techniki sprawia, że zapotrzebowanie na materiały o niekonwencjonalnych właściwościach gwałtownie rośnie.
Zhang postanowił to zmienić. Jego głównym narzędziem pracy nad nowymi materiałami stała się drukarka 3D. Wykorzystał wiele różnych tuszów z nanomateriałów w aerozolu, mieszając je bezpośrednio przed wprowadzeniem do pojedynczej dyszy drukującej, zwracając uwagę na proporcje aerozoli. Wykorzystując autorską technologię wysokowydajnego druku kombinacyjnego HTCP (high-throughput combinatorial printing), opartą na precyzyjnym doborze kombinacji mieszaniny materiałowej w tuszu, uzyskał kontrolę nad formacją struktur przestrzennych w obrębie drukowanej części. Taki sposób druku HTCP pozwala na użycie różnorodnych materiałów takich jak: metale, półprzewodniki, dielektryki, polimery, biomateriały itd. Można generować „biblioteki” zawierające kombinacje nowych materiałów o różnych właściwościach. Tym sposobem powstał autonomiczny i samonapędzający się system odkrywania nowych materiałów.
nd.edu
