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”.