[Worldkings] Top 200 công trình nghiên cứu đột phá trên thế giới (P. 07) Đại học North Carolina tạo ra gel kim loại dẫn điện cao có khả năng in 3D ở nhiệt độ phòng (Hoa Kỳ)

08-07-2023

(Kyluc.vn - Worldkings.org) Các nhà nghiên cứu đã phát triển một loại gel kim loại có tính dẫn điện cao và có thể đ��ợc sử dụng để in các vật thể rắn ba chiều (3D) ở nhiệt độ phòng.

Các nhà nghiên cứu đã phát triển một loại gel kim loại có tính dẫn điện cao và có thể được sử dụng để in các vật thể rắn ba chiều (3D) ở nhiệt độ phòng. Bài báo "Gel kim loại cho in 3D và 4D dẫn điện" đã được xuất bản trên tạp chí Matter.

Ảnh: North Carolina State University news

 

"In 3D đã cách mạng hóa sản xuất, nhưng chúng tôi không biết các công nghệ trước đây cho phép bạn in các vật thể kim loại 3D ở nhiệt độ phòng chỉ trong một bước," Michael Dickey, đồng tác giả của một bài báo về công trình này và Giáo sư Kỹ thuật Hóa học và Phân tử Sinh học Camille & Henry Dreyfus tại Đại học Bang North Carolina cho biết. "Điều này mở ra cơ hội sản xuất nhiều loại linh kiện và thiết bị điện tử."

Để tạo ra gel kim loại, các nhà nghiên cứu bắt đầu với dung dịch gồm các hạt đồng có kích thước micron lơ lửng trong nước. Sau đó, các nhà nghiên cứu thêm một lượng nhỏ hợp kim indi-gali là kim loại lỏng ở nhiệt độ phòng. Hỗn hợp thu được sau đó được khuấy đều với nhau. Khi hỗn hợp được khuấy, các hạt kim loại lỏng và đồng về cơ bản dính vào nhau, tạo thành một "mạng lưới" gel kim loại trong dung dịch nước.

Gel thu được có thể được in bằng vòi in 3D thông thường và giữ nguyên hình dạng khi in. Và, khi để khô ở nhiệt độ phòng, vật thể 3D thu được thậm chí còn trở nên rắn chắc hơn mà vẫn giữ được hình dạng của nó. Tuy nhiên, nếu người dùng quyết định tác dụng nhiệt lên đối tượng được in trong khi nó đang khô, một số điều thú vị có thể xảy ra.

Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng sự liên kết của các hạt ảnh hưởng đến cách vật liệu khô đi. Nếu một thứ gì đó đang khô ở nhiệt độ phòng, thì quá trình này diễn ra đủ chậm để không gây ra biến dạng cấu trúc trong vật thể. Tuy nhiên, nếu bạn sử dụng nhiệt -- ví dụ, đặt nó dưới đèn nhiệt ở 80 độ C -- quá trình làm khô nhanh có thể gây biến dạng cấu trúc. Vì sự biến dạng này có thể dự đoán được, điều đó có nghĩa là bạn có thể làm cho đối tượng được in thay đổi hình dạng sau khi được in bằng cách kiểm soát mẫu của đối tượng được in và lượng nhiệt mà đối tượng đó tiếp xúc trong khi sấy khô.

"Bởi vì các vật thể được in có tới 97,5% là kim loại nên chúng có tính dẫn điện cao. Rõ ràng là nó không dẫn điện như dây đồng thông thường, nhưng không thể in 3D dây đồng ở nhiệt độ phòng. Và những gì chúng tôi đã phát triển cách biệt rất lớn về dẫn điện so với bất kỳ thứ gì khác có thể in được. Chúng tôi rất hào hứng với các ứng dụng ở đây,” Dicky nói.

 

Theo Liên minh Kỷ lục Thế Giới (Worldkings.org)


Kim Ngân - Vietkings (sưu tầm và biên dịch) (nguồn ảnh: internet)