美國(guó)科學(xué)家利用3D打印成功控制反應(yīng)材料

對(duì)許多3D打印的研究和開發(fā)項(xiàng)目來(lái)說(shuō)，材料的優(yōu)化都是極具挑戰(zhàn)性的環(huán)節(jié)，尤其是對(duì)涉及到導(dǎo)電材料的項(xiàng)目來(lái)說(shuō)。為了解決這類問(wèn)題，美國(guó)勞倫斯利物莫國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家們一直都在嘗試使用3D打印技術(shù)來(lái)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(xì)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(guò)監(jiān)測(cè)特定能量的轉(zhuǎn)移方式實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)態(tài)材料的控制，即對(duì)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(dòng)和粒子的對(duì)流，因?yàn)樵邳c(diǎn)火后，氣體和溫度都會(huì)迅速變化，”研究者在論文中寫道，“我們認(rèn)為，只要結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度的尺度和傳輸現(xiàn)象發(fā)生時(shí)的尺度相同，使用RMAs結(jié)構(gòu)就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)能量傳輸中對(duì)流和平流部分的控制。”

據(jù)中國(guó)3D打印專業(yè)媒體平臺(tái)南極熊了解，科學(xué)家們是通過(guò)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(guò)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?yàn)榻M成薄膜的納米顆粒的運(yùn)動(dòng)是非常隨機(jī)的。

“正是因?yàn)椴捎昧?D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(shí)現(xiàn)了精確的幾何形狀，以及對(duì)一些長(zhǎng)度尺度的細(xì)微控制。有了這種空間控制，我們就能檢測(cè)出這種能量轉(zhuǎn)化的可控動(dòng)態(tài)行為是如何發(fā)生的。”

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