Dünyanın en Küçük Ultra Dayanımlı Kafes Yapısı 3D Yazıcı Teknolojisi Yardımı ile Oluşturuldu

Nano ölçekte piroliz işlemi ile tamamen 3D olarak örüntülenmiş yapılar, matemalzemelerin genel olarak sahip oldukları büyük potansiyele ulaşılması yönünde konu ile ilgili birçok fiziksel fenomenin aşılmasına dair gelecek vadediyor
Dünyanın en Küçük Ultra Dayanımlı Kafes Yapısı 3D Yazıcı Teknolojisi Yardımı ile Oluşturuldu.

Dünyanın en Küçük Ultra Dayanımlı Kafes Yapısı 3D Yazıcı Teknolojisi Yardımı ile Oluşturuldu

 

Almanya’da Karlsruhe Teknoloji Enstitüsü’nden bir grup bilim insanı, dünyanın en küçük insan yapımı kafes yapısını 3D yazıcı teknolojisi yardımı ile ürettiler. 1 µm den daha kısa uzunlukta tekli bağlantı kirişlerine sahip ve 200 nm  kadar küçük çapta olan bu inovatif yapı, metamalzemeler alanında ileriye dönük önemli bir adım.

Bu en küçük kafes yapısının oluşturulmasında, bilim insanları ilk olrak 3D yazılmış temel yapıyı oluşturdular. Buradan 3D yazılmış polimerik mikrokafesler, yaklaşık 900°C derece gibi  yüksek bir sıcaklığa tabii tutularak vakum içerisinde piroliz işlemine sokuldular. Bu işlem 3D yazılmış kafesler %80 oranında büzülünceye kadar devam etti, ve dünyanın en küçük insan yapımı kafes yapısı olarak adını rekorlar tarihine yazdırdı.

Piroliz sadece kafesi büzmez, ayrıca polimerik yapıyı  etkili bir şekilde camsı karbona dönüştürür, oluşan yapı, yüksek dayanımlı, düşük yoğunluklu ve sadece elmas ile kıyaslanamayacak kadar yüksek dayanım-yoğunluk oranına sahip bir yapıdır. Pirolizden sonra, bilim insanları suyun yoğunluğundan daha düşük bir yoğunlukta ve  1Gpa dan daha yüksek bir  basma dayanımına sahip ultra güçlü bir 3D yazılmış kafes yapısı ile karşılaştılar. 

                          

Sözü edildiği gibi, camsı karbon nanokafeslerinin oluşturulması, mekanik metamalzemelerin imalatı  alanında ileriye dönük önemli bir adımdır.  Buna ek olarak, en küçük ve en güçlü yapıların oluşturulduğu piroliz işlemi, daha güçlü, hafif ve dayanıklı malzemelerin oluşturulması işlemlerindeki gelişmeleri daha da  ileriye taşıyabilir. California Üniversitesi’nden  Jens Bauer’in açıklamasına göre “Nano ölçekte piroliz işlemi ile tamamen 3D olarak örüntülenmiş yapılar, matemalzemelerin genel olarak sahip oldukları büyük potansiyele ulaşılması yönünde konu ile ilgili birçok fiziksel fenomenin aşılmasına dair gelecek vadediyor”.