美國科學(xué)家利用3D打印成功控制反應(yīng)材料
魔猴君 行業(yè)資訊 3263天前
對許多3D打印的研究和開發(fā)項目來說，材料的優(yōu)化都是極具挑戰(zhàn)性的環(huán)節(jié)，尤其是對涉及到導(dǎo)電材料的項目來說。為了解決這類問題，美國勞倫斯利物莫國家實驗室的科學(xué)家們一直都在嘗試使用3D打印技術(shù)來控制材料。最近，他們終于取得了重要的突破。
在一篇名為《使用體系結(jié)構(gòu)控制材料的反應(yīng)性》的論文中，包括Kyle T. Sullivan在內(nèi)的多名作者詳細解釋了如何利用3D打印技術(shù)創(chuàng)建出一種3D反應(yīng)材料結(jié)構(gòu)（RMAs），然后通過監(jiān)測特定能量的轉(zhuǎn)移方式實現(xiàn)對動態(tài)材料的控制，即對反應(yīng)性的調(diào)節(jié)，特別是控制那些具有不確定性的材料，也就是所謂的反應(yīng)（高能）材料。
“反應(yīng)材料中的能量轉(zhuǎn)移涉及到氣體的流動和粒子的對流，因為在點火后，氣體和溫度都會迅速變化，”研究者在論文中寫道，“我們認為，只要結(jié)構(gòu)長度的尺度和傳輸現(xiàn)象發(fā)生時的尺度相同，使用RMAs結(jié)構(gòu)就可以實現(xiàn)對能量傳輸中對流和平流部分的控制。”
據(jù)了解，科學(xué)家們是通過叫做“直接墨水書寫”的3D打印工藝首先制造出了一種3D導(dǎo)電電極，然后得到的RMAs。之后，通過另一種名為電泳沉積（EPD）的工藝，他們還成功地在這種導(dǎo)電微結(jié)構(gòu)上附著了一層鋁熱劑納米復(fù)合薄膜。3D打印在其中扮演了關(guān)鍵的控制角色，因為組成薄膜的納米顆粒的運動是非常隨機的。
“正是因為采用了3D打印技術(shù)，我們才能做出尺度合適的高質(zhì)量部件，”論文的第一作者Sullivan表示，“3D打印幫助我們實現(xiàn)了精確的幾何形狀，以及對一些長度尺度的細微控制。有了這種空間控制，我們就能檢測出這種能量轉(zhuǎn)化的可控動態(tài)行為是如何發(fā)生的。”
