Группа исследователей из Национальной лаборатории Министерства энергетики им. Лоуренса Беркли недавно открыла новый способ печати трехмерных структур из жидкости. Исследователи говорят, что это первый шаг к созданию жидкой электроники, которая может быть отлита в любую форму для использования в растягиваемых устройствах. Чтобы сделать задачу выполнимой, ученые использовали готовый 3D-принтер. Они изменили принтер, добавив шприц, который будет добавлять небольшое количество воды в небольшую коробку с силиконовым маслом.
Вода, которая была впрыснута в принтер, была засеяна золотыми наночастицами. Дисперсные полимерные лиганды также добавляли в масло. Лиганды в основном представляют собой группу атомов, которые присоединены к атому металла. Когда разбрызганная золотом вода и загрязненное полимером масло объединяются, лиганды вытягиваются и связываются с наночастицами золота. Результатом стал слой наночастиц вокруг воды, который препятствовал распаду воды на капли.
Слой удерживает воду в трубе, которая позволяет 3D-принтеру печатать ее. Исследователи назвали эту смесь суперспомом из наночастиц. Эта смесь является «поверхностно-активным веществом» и уменьшает поверхностное натяжение жидкостей при контакте с ней. Поскольку мы знаем, что вода и масло не смешиваются, но когда вы добавляете в смесь мыло для посуды, поверхностное натяжение уменьшается, что позволяет смеси легко мыть жирную посуду. Но в отличие от мыла, масла и воды для посуды, когда лиганды, присутствующие в масле, и наночастицы золота в воде встречаются, результатом является стеклование. Это тот же процесс, который происходит, когда расплавленное стекло остывает и снова принимает свою твердую форму.
Ученые смогли контролировать форму результата, фиксируя эти процессы внутри принтера. Рассел сказал: «Эта стабильность означает, что мы можем растягивать воду в трубе, а это все еще труба. Или мы можем превратить воду в эллипсоид, и это все еще эллипсоид. Мы использовали эти супер-наночастицы мыла для печати пробирок с водой, которые служат несколько месяцев “. Результаты являются первыми шагами в разработке совершенно нового типа электроники. 3D-печатные жидкости позволяют производить гибкие и эластичные устройства
Том Рассел, приглашенный ученый в Школе материаловедения лаборатории Беркли, сказал: «Это новый класс материалов, которые можно перенастроить и которые могут быть адаптированы для использования в жидких реакционных сосудах для многих применений, от химического синтеза до транспортировки. ионов ». к катализу. ” Он разработал метод и материал в сотрудничестве с Джо Фортом, который также является научным сотрудником Отдела материаловедения. Форт сказал: «Мы можем выдавливать жидкость из иглы и размещать водяные нити в любом месте в трех измерениях. Мы также можем пинговать материал с помощью внешней силы, которая на мгновение нарушает стабильность супер-мыла и меняет форму водяных нитей. Структуры бесконечно реконфигурируемые. “
