جوهر چاپ سه‌بعدی با نانولوله‌کربنی ساخته شد

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، محققان انستیتوی علوم و فناوری کره (KIST) جوهر الاستیک رسانایی ساخته‌اند که می‌تواند ساختار‌های پشتیبانی خود را از هر جهت چاپ کند. این جوهر جدید از یک سیستم امولسیون برای دستیابی به جریان چاپ مورد نظر استفاده می‌کند و توسعه آن می‌تواند منجر به نوآوری‌های بی‌شماری در زمینه الکترونیکی کشش و پوشیدنی شود.

الکترونیک‌های چاپی سه‌بعدی در حال رشد هستند. یکی از حوزه‌هایی که مورد توجه بسیاری قرار گرفته است، الاستومر‌های رسانای چاپی سه‌بعدی است. تاکنون، چاپ الاستومر‌های رسانا به ساختار‌های دو بعدی محدود شده است، زیرا خصوصیات رئولوژیکی اکثر جوهر‌ها نمی‌توانند بلافاصله پس از چاپ از وزن آن‌ها پشتیبانی کنند. با این حال، اگر یک ماده بتواند ساختار‌های ایستاده را چاپ کند و در عین حال انعطاف‌پذیر باشد، می‌توان از آن برای تولید دستگاه‌های پوشیدنی استفاده کرد.

یک تیم تحقیقاتی در کره جنوبی این کار را انجام داده است و راهی برای دستکاری خواص رئولوژیکی جوهر برای چاپ همه جانبه قطعات رسانای الاستیک پیدا کرده است.

محققان KIST از یک سیستم امولسیون استفاده کردند که شامل یک کامپوزیت الاستومر رسانا (نقره، نانولوله‌های کربنی چند جداره و پلی دی متیل سیلوکسان)، یک حلال (دی‌اتیلن‌گلیکول) و امولسیون‌کننده است. به نظر می‌رسد، دی اتیلن گلیکول ماده اصلی برای به دست آوردن خواص رئولوژیکی مناسب بوده و به آن ویژگی‌های شبه پلاستیک و روانکاری داده است که از گرفتگی نازل جلوگیری کرده و چاپ‌های پایدار را فراهم کند.

در چاپ؛ جوهر امولسیون به اندازه کمتر از ۱۰۰ میکرومتر و حداکثر اندازه چند میلی متر رسید. جوهر‌ها همچنین به کشش چشمگیر تا ۱۵۰٪ دست یافتند و به دلیل ریزساختار‌های موضعی سطحی که در هنگام تبخیر حلال پراکنده تشکیل شده بود، هدایت الکتریکی را بهبود دادند.

این روش جدید امکان چاپ انواع الگو‌های سه‌بعدی را فراهم می‌کند. محققان با استفاده از جوهر رسانا امولسیون جدید خود سیم‌کشی روی سطح ایجاد کرده، LED‌های کوچک و یک واحد میکروکنترلر با سنسور دما قابل نصب روی پوست ایجاد کردند.

این نتایج پایان کار نیست و پیشرفت‌های بیشتری قبل از تجاری‌سازی مورد نیاز خواهد بود، تا در‌های تازه‌ای برای امکانات جدید در الکترونیک پوشیدنی و قابل انعطاف باز کند. نویسندگان می‌گویند فرمولاسیون جوهر را می‌توان به راحتی اصلاح کرد تا ویژگی مورد نظری را که کاربر نیاز دارد، ارائه دهد.