فناوری‌ای که ما روی آن کار می‌کنیم، هر دو دنیا را ترکیب می‌کند – چاپ فلز و دقت در مقیاس نانو. به عنوان مثال، رابط های پردازش شده با چاپ سه بعدی می توانند به عنوان کاتالیزور برای تولید مواد شیمیایی پیچیده استفاده شوند.
این برای چه چیزی می تواند استفاده شود؟ ساخت اجزای مسی بسیار ریز، و به نظر می رسد استفاده بسیار خوبی از آن می تواند پرینت سه بعدی اجزای سیال بسیار پیچیده باشد. عضو تیم دکتر دیمیتری موموتنکو توضیح می دهد:
یکی از کاربردهای احتمالی این فناوری می تواند در فناوری باتری باشد. کارایی باتری معمولاً به مساحت سطح الکترودها بستگی دارد و با استفاده از این فناوری ممکن است بتوان الکترودهای باتری بسیار پیچیده را در مقیاس میکروسکوپی پرینت سه بعدی کرد.
یکی از مشکلات فوری این رویکرد این است که نازل به سرعت با رسوبات مس جامد مسدود می شود. با این حال، محققان روشی را برای جلوگیری از گرفتگی کشف کردند. آنها به سادگی جریان الکتریکی را بسیار دقیق کنترل کردند و با استفاده از آن از نزدیک کردن نازل به عمل انجماد اجتناب کردند.
با این حال، آبکاری سنتی یک فرآیند “همه یا هیچ” است که در آن یک جسم در محلول فرو می‌رود و پس از تکمیل، کاملاً با فلز پوشانده می‌شود.
با عبور مایعات از این اجسام چاپ شده سه بعدی، واکنش های شیمیایی ممکن است رخ دهد. چنین اجزایی را می‌توان به‌طور فوق‌العاده کوچک ساخت و استفاده از آنها را در برنامه‌هایی که در حال حاضر تصور نمی‌شد امکان‌پذیر کرد.
راه حل آنها مبتکرانه است:
محلول نمکی حاوی مس محلول تهیه می شود
محلول از طریق یک نازل بسیار ریز بیرون می ریزد
قطرات روی سطحی با بار مخالف فرود می آیند
قطره ها به تدریج مواد را تشکیل می دهند
با حرکت نازل در فضای سه بعدی، می توان اشیاء سه بعدی را در مس ساخت.
اتم ها!
جالب ترین جنبه اندازه عمل است: میکروسکوپی است.
چگونه می توانید با آبکاری برقی چاپ سه بعدی کنید؟
آنها توانستند از گرفتگی جلوگیری کنند و با حرکت سه بعدی اشیا را چاپ کنند. آنها توانستند مارپیچ ها، شیب ها و ساختارهای افقی را بازتولید کنند که تقریباً تمام چیزی است که برای ساختن اشیاء مفید نیاز دارید.
آبکاری فرآیند رسوب فلز از محلول شور بر روی جسمی با بار مخالف است. این یک فناوری کاملاً درک شده است که برای دهه ها وجود داشته و به طور گسترده در صنعت استفاده می شود.
نازل های مورد استفاده در محدوده قطر روزنه از 253 نانومتر تا تنها 1.6 نانومتر بودند. برای مرجع، 1.6 نانومتر 0.0000016 میلی متر است، حدود 60000 برابر کوچکتر از وضوح چاپگر سه بعدی معمولی شما. در واقع، رسوبات آنها تنها 25 نانومتر عرض داشتند که حدود 195 اتم مس در ردیف قرار گرفته اند.
سازه‌های مسی میکروسکوپی با چاپ سه بعدی با آبکاری [Source: UOL / Julian Hengsteler, ETH Zurich]
تیمی از محققان از چندین موسسه روی فرآیند چاپ سه بعدی جدید کار می کنند که از اصل آبکاری الکتریکی استفاده می کند.
