تولید جوهر رسانای الکتریکی سبز با کاربرد در چاپ سه‌بعدی
تاریخ انتشار: ۲۳ مهر ۱۴۰۱ | کد خبر: ۳۶۱۸۹۵۶۷
مقاله جدیدی به چاپ رسیده است که در آن جزئیات مربوط به توسعه و ساخت جوهرهای رسانای الکتریکی مبتنی بر مواد زیستی برای استفاده در افزودنی‌های چاپ سه‌بعدی تشریح شده است.
به گزارش ایسنا، تولید افزودنی یک فناوری انقلابی است که مزایای قابل توجهی را برای صنایع مختلف فراهم می‌کند. روش‌های تولید افزودنی مزایای سازگاری با محیط زیست، کاهش قابل توجه ضایعات مواد، مقرون به صرفه بودن، آزادی طراحی و ساخت مواد چند منظوره را ارائه می‌دهند.
بیشتر بخوانید:
اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!
ساخت مواد کاربردی در دهه گذشته به یک موضوع داغ در زمینه تولید مواد افزودنی تبدیل شده؛ چرا که استفاده از این مواد برای کاربردهایی مانند حسگرهای چاپ سه‌بعدی و فناوری‌های ذخیره‌سازی انرژی ضروری است.
این مواد از نظر رسانایی الکتریکی به دلیل غلظت کم پرکننده‌هایی که می‌توانند در ماتریس‌های پلیمری گنجانده شوند، محدود هستند. روش‌های دیگری که در تحقیقات مورد بررسی قرار گرفته‌اند عبارتند از چاپ مستقیم جوهرهای رسانای الکتریکی با استفاده از روش‌های اکستروژن مستقیم جوهر. این مسیر اکستروژن مستقیم جوهر، اتصال بهتر مواد کامپوزیتی را فراهم می‌کند و ترکیب پرکننده‌ها و بایندرهای غیر ذوب مانند رزین‌های ترموست، هیدروژل‌ها و الیاف سلولزی را ممکن می‌کند.
جوهر نویسی مستقیم با موفقیت برای چاپ جوهرهای رسانا استفاده شده است و ذرات رسانا مانند سیم‌های 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 چاپ‌پذیری را برآورده کنند. فیلامنت باید قابل اکسترود باشد و باعث گرفتگی نازل نشود و پس از چاپ و انجماد، شکل فیلامنت را حفظ کند و ثابت بماند. علاوه بر این، برای اینکه رسانای الکتریکی کارآمدی باشند، باید مقادیر کافی الکترون پس از انجماد در جوهرهای چاپی هدایت شوند.
نانولوله‌های کربنی به طور گسترده‌ای پرکننده‌های رسانا برای استفاده در این جوهرهای قابل چاپ بوده‌اند، اما برخی از چالش‌های اصلی هنوز در این فناوری وجود دارد. درهم‌تنیدگی و تجمع نانولوله‌های کربنی به دلیل برهم‌کنش‌های فضایی قوی باعث گرفتگی نازل میشود و بر قابلیت چاپ جوهر تأثیر می‌گذارد.
انتخاب بایندر مهم است، زیرا باید با پرکننده‌ها سازگار باشد و به عنوان یک محیط پخش کافی عمل کند. رزین‌های ترموست گزینه مناسبی برای بایندر هستند؛ زیرا ویسکوزیته قابل تنظیم دارند و با پرکننده‌های رسانای الکتریکی مانند نانولوله‌های کربنی سازگار هستند. علاوه بر این، ماتریس پلیمری را می‌توان بیشتر با کربن پر کرد تا رسانایی الکتریکی آن افزایش یابد. پلیمرهای آلی به‌عنوان گزینه‌های اتصال‌دهنده برتر معرفی شده‌اند.
به نقل از ستاد نانو، در این پروژه جوهر رسانای الکتریکی جدید مبتنی بر مواد زیستی برای چاپ سه‌بعدی دستگاه‌های کاربردی با استفاده از نوشتن مستقیم جوهر ارائه شده است. این جوهر از رزین فورانیک استفاده می‌کند و نانولوله‌های کربنی و الیاف سلولزی را در خود جای می‌دهد. نویسندگان فرمولاسیون موفق جوهرهای زیستی مبتنی بر رزین فوران رسانای الکتریکی را با پتانسیل برتر برای چاپ‌پذیری با استفاده از روش‌های تولید افزودنی نوشتاری مستقیم جوهر نشان دادند.
این مقاله در مجله Composites Science and Technology منتشر شده است.
انتهای پیام
منبع: ایسنا
کلیدواژه: چاپ سه بعدي فناوري نانو تولید دانش بنیان و اشتغال آفرین نانولوله های کربنی رسانای الکتریکی چاپ سه بعدی
درخواست حذف خبر:
«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت www.isna.ir دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «ایسنا» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۳۶۱۸۹۵۶۷ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.
با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.
خبر بعدی:
مغز انسان به شکلی بی‌نظیر شبیه‌سازی شد
دانشمندان هلند و کره جنوبی به تازگی دستگاهی به نام «ممریستور یونترونیک(مقاومت حافظه)» یا به عبارت دیگر سیناپس مصنوعی ساخته‌اند. این دستگاه که کمی قطورتر از موی انسان است، بخشی از مغز را شبیه‌سازی می‌کند که به ما در فکر کردن و یادگیری کمک می‌کند. این اولین باری نیست که دانشمندان تلاش می‌کنند دستگاهی ایجاد کنند که می‌تواند شبیه مغز انسان فکر کند، اما این دستگاه خاص است، زیرا مانند دیگر دستگاه‌ها ساخته نشده بلکه مانند مغز ما ساخته شده است.
به گزارش ایسنا، این دستگاه مغز مانند چیست و چرا تا این اندازه خاص است؟ ممریستور یونترونیک دارای یک کانال میکروسیال مخروطی است که داخل آن محلولی از نمک(کلرید پتاسیم) محلول در آب قرار دارد.
به نقل از دیجیتال‌ترندز، هنگامی که دستگاه سیگنال الکتریکی دریافت می‌کند، یون‌های موجود در محلول آب از کانال به سمت بالا حرکت می‌کنند و موقعیت خود را تغییر می‌دهند و این حرکت بر چگالی و هدایت یون تأثیر می‌گذارد. این اساسا میزانی که ممریستور می‌تواند الکتریسیته را هدایت کند، تغییر می‌دهد که به نوعی شبیه به نحوه اتصال سلول‌های مغزی قوی‌تر یا ضعیف‌تر بر اساس تجربیات ما است.
این ممکن است نزدیک‌ترین مدل به نحوه عملکرد مغز ما در یک محیط مصنوعی باشد و با تلاش‌های قبلی متفاوت است، زیرا کاملا از آب و نمک ساخته شده و برخلاف مدل‌های قبلی سیلیکون و فلزات ندارد.
اگرچه ممریستورها در پلتفرم‌های متداول مختلفی استفاده شده‌اند، اما با مغز انسان متفاوت هستند زیرا تنها به یک منبع اطلاعاتی مانند الکترون‌ها متکی هستند و فقط به ورودی‌های الکتریکی پاسخ می‌دهند. این با نحوه عملکرد سیناپس‌ها در مغز ما متفاوت است، زیرا سیناپس‌ها می‌توانند برای انجام کار به سیگنال‌های الکتریکی و شیمیایی تکیه کنند.
کاربردهای فعلی هوش مصنوعی، حتی پیشرفته‌ترین آنها، توانایی تفکر مستقل مانند مغز انسان را ندارند. در همین حال، مدل‌های زبانی بزرگ(LLM)، در حالی که ممکن است شبیه به مغز ما به نظر برسند، فقط مجموعه‌ای از کلماتی هستند که افراد دیگر و ماشین‌ها بیان کرده‌اند. توانایی آنها در خلقت ناشی از یادگیری از انسان است و نه از توانایی آنها در تفکر مستقل.
این تحقیق که توسط محقق دکتری تیم کامسما(Tim Kamsma) رهبری میشود، نتیجه مشترک کار انجام شده توسط دانشگاه اوترخت در هلند و دانشگاه سوگانگ در کره جنوبی است. این اولین بار در نوع خود است که از کانال‌های یونی سیال برای شبیه سازی مکانیسم‌های پیچیده مایع در مغز استفاده میشود. با این حال، به رغم این جهش، دستگاه‌های ممریستورهای یونترونیک هنوز در مراحل ابتدایی خود هستند و استفاده از آنها برای ساخت رایانه‌های نورومورفیک(neuromorphic) هنوز نیاز به پیشرفت دارد.
ساخت چنین دستگاه‌هایی پله‌ای برای عصر بعدی هوش مصنوعی است.
انتهای پیام
تصاویر پدر ساواکی مهران غفوریان