تولید گرافن با استفاده از پرینتر سه بعدی مشاهده در قالب پی دی اف چاپ فرستادن به ایمیل
میانگین امتیار کاربران: / 0
ضعیفعالی 
شنبه ، 23 شهریور 1398 ، 03:40

 

محققان از پرینت سه‌بعدی برای تولید گرافن در ابعاد زیاد، استفاده می‌کنند

گرافن ماده‌ای است که هیجان زیادی را در صنعت پرینت سه‌بعدی ایجاد کرده است. استحکام این ماده بیش از 100 برابر فولاد است، سبک است و رسانای فوق‌العاده‌ی الکتریسیته و گرما است. تنها مشکل گرافن این است که تولید آن در تعداد زیاد مشکل است. محققان در دانشگاه رایس و دانشگاه تیانجین در حال تلاش هستند که این چالش را از پیش رو بردارند، آن‌ها توسط پرینت سه‌بعدی قطعات گرافن چند سانتی‌متری، به نتایجی جالب دست‌یافته‌اند.

 


این دستاورد می‌تواند منتج به تولید انبوه گرافن برای کاربردهای صنعتی شود. جیمز تور، شیمیدان دانشگاه رایس می‌گوید: این تحقیق در نوع خود اولین است. ما نشان داده‌ایم چگونه می‌توان از مواد نانوگرافنی کف گرافن سه‌بعدی ساخت و این روش مناسب کاربردهای تولید افزایشی است.

در سال 2016، محققان دانشگاه شروع به ساخت کف گرافنی با استفاده از نیکل، لیزر و شکر پودر شده کردند. امسال، آن‌ها تحقیق خود را با تقویت این کف با لوله‌های بسیار کوچک (در حد نانو) کربنی، ادامه دادند و یک ماده به نام "گرافن تقویت‌شده" ساختند. این گرافن تقویت‌شده به‌اندازه‌ای مستحکم بود که تا 3000 برابر وزن خود را می‌تواند تحمل کند و در عین حال شکل خود را حفظ می‌کند. بااین‌حال این کار بسیار سخت بود و نیاز به یک قالب از پیش‌ساخته شده دارد، یک فرایند تزریق بخار شیمیایی 1000 درجه‌ای و تقریباً 3 ساعت حرارت دادن و سرد کردن.

حالا، گروه جیمز تور همراه با دو آزمایشگاه دیگر از دانشگاه‌های رایس و تیانجین، به یک روش دیگر برای ساخت این مواد دست یافته است: پرینت سه‌بعدی. با استفاده از نیکل و شکر پودر شده، محققان یک روش پرینت سه‌بعدی لیزر محور را برای تولید قالب‌های کوچک کف گرافن پیدا کردند. با استفاده از این روش نیازی به قالب نیست و این فرایند می‌تواند در دمای اتاق پیاده شود.

جانوی شا ، یکی از اعضای گروه گفت: این روش ساده و مؤثر نیازی به قالب‌های سرد و پروسه‌ی CVD حرارت بالا ندارد. ما همچنین باید بتوانیم از این فرایند برای تولید انواع خاص کف گرافن مانند گرافن تقویت‌شده پرینت شده و همچنین کف گرافن تحت نیتروژن و سولفور، با تغییر پودرهای پیش ماده، استفاده کنیم.

 


 

محققان از لیزر CO2 موجود، برای ذوب شکر استفاده کردند، در حالی که نیکل به‌مانند یک کاتالیست عمل می‌کند و با سرد شدن مخلوط گرافن را تشکیل می‌دهد. آن‌ها یک تحقیق جامع برای تعیین مقدار بهینه زمان و توان لیزر برای حداکثر کردن تولید گرافن، انجام دادند. نتیجه این تحقیق یک گرافن سبک کم چگال، با حفره‌های بزرگ که 99 درصد حجم را تشکیل می‌دهند، است.

یلون لی عضو دیگر گروه گفت: کفهای گرافنی سه‌بعدی که توسط روش ما ساخته شدند، مناسب کاربردهایی که به نمونه‌سازی اولیه سریع و تولید مواد کربنی سه‌بعدی، ذخیره‌ی انرژی، جذب صدا و رطوبت نیاز دارند، هستند.


برای دیدن جدیدترین ویدئوهای مرتبط به پرینت سه‌بعدی از کانال ما در آپارات دیدن کنید.

 

 
ایمن شده توسط وب سایت عرش هاست