تولید جوهر رسانای الکتریکی سبز با کاربرد در چاپ سه بعدی
به گزارش گوپا، مقاله جدیدی به چاپ رسیده است که در آن جزئیات در ارتباط با توسعه و ساخت جوهرهای رسانای الکتریکی مبتنی بر مواد زیستی جهت استفاده در افزودنی های چاپ سه بعدی تشریح شده است.
به گزارش گوپا به نقل از ایسنا، تولید افزودنی یک فناوری انقلابی است که مزایای قابل توجهی را برای صنایع مختلف فراهم می آورد. روش های تولید افزودنی مزایای سازگاری با محیط زیست، کاهش قابل توجه ضایعات مواد، مقرون به صرفه بودن، آزادی طراحی و ساخت مواد چند منظوره را عرضه می دهند.
ساخت مواد کاربردی در دهه گذشته به یک مبحث داغ در زمینه تولید مواد افزودنی تبدیل شده؛ چون که استفاده از این مواد برای کاربردهایی مانند سنسورهای چاپ سه بعدی و فناوری های ذخیره سازی انرژی ضروریست.
این مواد از نظر رسانایی الکتریکی به علت غلظت کم پرکننده هایی که می توانند در ماتریس های پلیمری گنجانده شوند، محدود هستند. روش های دیگری که در تحقیقات مورد بررسی قرار گرفته اند عبارتند از چاپ مستقیم جوهرهای رسانای الکتریکی با استفاده از روش های اکستروژن مستقیم جوهر. این مسیر اکستروژن مستقیم جوهر، اتصال بهتر مواد کامپوزیتی را فراهم می آورد و ترکیب پرکننده ها و بایندرهای غیر ذوب مانند رزین های ترموست، هیدروژل ها و الیاف سلولزی را ممکن می کند.
جوهر نویسی مستقیم با موفقیت برای چاپ جوهرهای رسانا استفاده شده است و ذرات رسانا مانند سیم های نقره، گرافن، الیگومرها، پلیمرهایی مانند PLA و پیش سازهای رزین اپوکسی را در خود جای داده است.
جوهرهای قابل چاپ رسانای الکتریکی باید چندین پارامتر کلیدی چاپ پذیری را برآورده کنند. فیلامنت باید قابل اکسترود باشد و سبب گرفتگی نازل نشود و بعد از چاپ و انجماد، شکل فیلامنت را حفظ کند و ثابت بماند. علاوه بر این، به جهت اینکه رسانای الکتریکی کارآمدی باشند، باید مقادیر کافی الکترون بعد از انجماد در جوهرهای چاپی مورد هدایت قرار گیرند.
نانولوله های کربنی به صورت گسترده ای پرکننده های رسانا جهت استفاده در این جوهرهای قابل چاپ بوده اند، اما بعضی از چالش های اصلی هنوز در این فناوری وجود دارد. درهم تنیدگی و تجمع نانولوله های کربنی به علت برهم کنش های فضایی قوی سبب گرفتگی نازل می شود و بر قابلیت چاپ جوهر تاثیر می گذارد.
انتخاب بایندر مهم می باشد، چونکه باید با پرکننده ها سازگار باشد و بعنوان یک محیط پخش کافی عمل کند. رزین های ترموست گزینه مناسبی برای بایندر هستند؛ چونکه ویسکوزیته قابل تنظیم دارند و با پرکننده های رسانای الکتریکی مانند نانولوله های کربنی سازگار هستند. علاوه بر این، ماتریس پلیمری را میتوان بیشتر با کربن پر کرد تا رسانایی الکتریکی آن افزایش یابد. پلیمرهای آلی بعنوان انتخابهای اتصال دهنده برتر معرفی شده اند.
به نقل از ستاد نانو، در این پروژه جوهر رسانای الکتریکی جدید مبتنی بر مواد زیستی برای چاپ سه بعدی دستگاههای کاربردی با استفاده از نوشتن مستقیم جوهر عرضه شده است. این جوهر از رزین فورانیک استفاده می نماید و نانولوله های کربنی و الیاف سلولزی را در خود جای می دهد. نویسندگان فرمولاسیون موفق جوهرهای زیستی مبتنی بر رزین فوران رسانای الکتریکی را با پتانسیل برتر برای چاپ پذیری با استفاده از روش های تولید افزودنی نوشتاری مستقیم جوهر نشان دادند.
این مقاله در مجله Composites Science and Technology انتشار یافته است.
منبع: goopa.ir
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب