Новые экологичные чернила для 3D-принтеров

Ученые из США и Кореи разработали инновационные новые чернила для 3D-печати, которые могут создавать легко перерабатываемые электрические схемы и другие структуры без необходимости использования тепла, света или токсичных химикатов. Их исследование было недавно опубликовано в Nature Communications при поддержке Национального научного фонда США и Национального исследовательского фонда Кореи.

В большинстве форм 3D-печати сырой материал требует комбинации тепла, давления и света, чтобы стать жесткой структурой. При печати FDM нить должна быть расплавлена, а затем охлаждена до сформированной формы. При 3D-печати смолой ультрафиолетовый свет применяется к жидкому материалу для его затвердевания и отверждения.

В этом новом подходе исследовательская группа использует полимер, называемый поли(N-изопропилакриламид), или PNIPAM. PNIPAM нетоксичен и используется фармацевтической промышленностью для систем доставки лекарств. В 3D-печати для затвердевания PNIPAM требуется только соленая вода при комнатной температуре.

Изображение: nature communications

Исследователи выдавливали полимер с помощью коммерческого 3D-принтера медицинского класса, чтобы закачать материал в смеси хлорида кальция и воды. Он немедленно затвердел в аккуратные, сложные структуры, способные проводить электричество.

Команда использовала этот метод для создания электрической цепи, смешанной с углеродными нанотрубками, которая затем питала небольшую лампочку. Переработка материала осуществлялась путем растворения структур в пресной воде, а затем испарения воды в печи при температуре 158º F (70º C).

Изображение: nature communications

Старший автор, профессор Джинхе Бэ из Калифорнийского университета в Сан-Диего, отметил, что метод «все выполняется в условиях окружающей среды, без необходимости дополнительных этапов, специального оборудования, токсичных химикатов, нагрева или давления». Поскольку полимер легко возвращается в исходное состояние, структуры, изготовленные с использованием PNIPAM, могут быть полезны для одноразовой электроники, роботизированных компонентов и прототипирования.

«Это предлагает простой и экологически чистый подход к переработке полимерных материалов», — добавил Бэ. Учитывая растущую необходимость в обращении с электронными отходами, возможность так легко перерабатывать электрические цепи из устройств может стать настоящим благом для большей экологичности.

Источник: Tomshardware.com