Технология 3D-печати используется не только для создания таких больших вещей, как дома, но и таких маленьких, как снежинки. Новый материал позволяет последнему быть намного прочнее, чем когда-либо прежде, и печатать значительно быстрее.
Разработанный учеными из Стэнфордского университета композитный материал предназначен в основном для использования в наноразмерных решетчатых структурах, используемых для защиты крошечных подлежащих компонентов (например, в электронике). Он состоит из полимерной смолы в сочетании с крошечными сгустками атомов металла, известными как металлические нанокластеры.
В существующем процессе, называемом двухфотонной литографией, лазер освещает жидкую смесь смолы. Везде, где самый центр этого луча попадает в один из нанокластеров, происходит химическая реакция, в результате которой смола затвердевает в этой конкретной области. Таким образом, точно перемещая лазерный луч через смолу, можно создавать очень маленькие сложные объекты.
Когда были протестированы решетки, напечатанные из этого конкретного материала, выяснилось, что они способны поглощать в два раза больше энергии, чем решетки, напечатанные из других широко используемых материалов. В зависимости от типа решетки, изготовленной из нового композита, некоторые из них отлично выдерживали тяжелые нагрузки без деформации, в то время как другие превосходно сжимались, чтобы поглощать удары, а затем возвращались в свою первоначальную неповрежденную форму.
В качестве дополнительного бонуса, когда решетки печатались, металлические нанокластеры позволяли химической реакции происходить намного быстрее, чем в других материалах, в которых использовались другие типы светочувствительных молекул. Этот эффект был отмечен даже при использовании в композите ряда различных полимеров — в одном случае, когда использовался полимер на белковой основе, изделия можно было печатать в 100 раз быстрее, чем это было возможно ранее с такими полимерами.
«Сейчас существует большой интерес к разработке различных типов трехмерных структур для улучшения механических характеристик», — сказал доцент Венди Гу, автор-корреспондент статьи об исследовании. «Помимо этого, мы разработали материал, который действительно хорошо противостоит силам, так что это не только трехмерная структура, но и материал, обеспечивающий очень хорошую защиту».
Статья недавно была опубликована в журнале Science.
Источник: Stanford University.