新しい液体3Dプリント技術はフレキシブル回路基板の製造に使用できる

新しい液体3Dプリント技術はフレキシブル回路基板の製造に使用できる
最近、海外の科学者らが、3Dプリント技術を使って完全に液体で構成された3D構造物を製造できる新しい方法を開発し、柔軟で伸縮性のあるデバイスを必要とする電子機器の製造への道を開いた。米国エネルギー省ローレンス・バークレー国立研究所の研究者らは、改造した3Dプリンターを使用してシリコンオイルに水を注入し、ある液体の中に別の液体が入った彫刻のようなパイプを3Dプリントした。

科学者たちは、チャネルとそこを流れる分子を化学的に調整することで、分子を分離したり、ナノスケールの構成要素を基板に正確に届けたりする新しい方法を見つけることができると予測しています。研究者らは、直径が10マイクロメートルから1ミリメートルで、長さが最大数メートルのさまざまな螺旋形や分岐形状の「水の糸」を印刷した。学術誌「Advanced Materials」に掲載された研究結果によると、この材料は周囲の環境に適応し、継続的に形状を変えることができるという。



「これは、自己再構成が可能で、液体反応容器としてカスタマイズできる可能性を秘めた新しい種類の材料であり、化学合成からイオン輸送、触媒まで、さまざまな用途がある」とバークレー研究所の科学者トム・ラッセル氏は語った。この素材の起源は、別の液体内で形を形成する液体のチューブを作成する方法を学び、そのプロセスを自動化するという 2 つの点にあります。最初のステップとして、科学者たちは特殊なナノ粒子界面活性剤を使って水を表面に付着させ、その場に固定する方法を開発した。

界面活性剤は本質的に石鹸であり、チューブが液体に分解されるのを防ぎます。これらの界面活性剤は非常に効果的に作用するため、科学者はこれをナノスケールのスーパー石鹸と呼んでいます。これは、ナノ粒子を水に分散させ、ポリマーを油に分散させることによって実現されます。ナノ粒子とポリマーリガンドは互いに結合しようとしますが、それぞれの水と油の媒体内に留まろうともします。



実験では、油に水を注入するとすぐに、油に含まれる数十個のリガンドが水中の個々のナノ粒子に付着し、ナノスケールのスーパー石鹸が形成された。これらのスーパー石鹸はガラスのように圧縮され、油と水の界面を極めて安定させ、液体構造を固定します。 「この安定性は、水をチューブ状に伸ばしてもチューブのままであることを意味します。あるいは、水を楕円形に成形しても楕円形のままです」とラッセル氏は語った。

「私たちは、このナノスケールのスーパー石鹸を使って、非常に長い水道管を印刷します。」研究者たちは、次に、プラスチックを印刷するために設計された部品を取り外して既存の3Dプリンターを改造し、シリンジポンプと針を使って液体を絞り出しました。

次に、プリンターで油ベースに針を挿入し、所定のパターンで水を注入しました。 「針から液体を絞り出し、三次元空間の好きな場所に置くことができる」と博士研究員のジョー・フォース氏は言う。 「外力を利用して材料を平らにすることもできます。これにより、スーパー石鹸の安定性が瞬時に破壊され、水線の形状が変わります。この構造は高い耐荷重能力を備えています」と彼は語った。

出典: dnaindia
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