I prughjetti sviluppatu un novu metudu incredibilmente ingenuu di stampa 3D strutture assai forti aduprendu tecniche analoghe à a natura.
I ricercatori di l'Università di u Sud di a California sò stati ispirati da u materiale chjamatu "nacre". Ùn avete micca intesu parlà di nacre? Avete probabilmente, postu chì hè solu u nome scentificu per "madreperla" - a sustanza chì i moluschi usanu per custruisce e so cunchiglie assai dure.
Perchè sò cusì duri? Ci hè chì u sicretu hè in a struttura microscòpica di u materiale. U Nacre hè cumpostu da picculi "mattoni" di carbonate di calciu uniti cun proteine. Queste sò situate in un arrangiatu sofisticatu di stile di mattoni è mortaiu chì furnisce una forza tremenda.
A quistione hè, cumu pudete fà questu cù a stampa 3D?
Apparentemente alcune ricerche sò state precedentemente fatte nantu à a generazione di stu tipu di materiale in ambienti 2D. Tuttavia, sicondu i circadori, i metudi di fà cusì eranu abbastanza cumplessi è improbabile di esse cummercializati.
I ricercatori anu avutu un approcciu ingeniosu chì hà adupratu u famosu prucessu di stampa 3D di resina fotopolimerica. A diferenza era chì anu mischjatu prima a resina cù minuscule nanoplatette di grafene. Questu normalmente furnisce alcuni punti di forza supplementari à a stampa di resina, ma ci era un'altra differenza.
Un campu elettricu hè statu impiegatu durante a stampa 3D. Stu campu hà fattu chì e nanoplatette di grafene s'allinessinu simultaneamente trà elle secondu u campu elettricu. Quandu u mischju di resina è di grafene nanoplatelet si solidificava, l'ughjettu resultante avia una microstruttura assai più forte.
I circadori anu trovu chì sta sustanza stampata avia una forza più o menu uguale à quella di u nacre naturale. Anu ancu trovu chì a sustanza avia una pruprietà elettrica anisotropica chì ùn si trova micca in natura.
Spieganu:
"L'architettura bioinspirata BM migliora a forza meccanica è a cunduzione elettrica allinendu GN in ogni stratu per maximizà a so prestazione da a deflessione di crepa sottu carica. U metudu di stampa 3D assistitu elettricamente pò custruisce una struttura 3D ligera è forte multifunzionale cù capacità di autosensibilità elettrica ".
In altre parolle, stu materiale puderia rilevà elettricamente quandu si crepa! Questa hè una caratteristica incredibilmente interessante cù innumerevoli applicazioni pratiche. Una applicazione chì i ricercatori suggerenu hè un cascu, chì puderia informàvi quandu hè dannighjatu.
E prove meccaniche significative sò state fatte nantu à campioni di stampe, è anu spiegatu i so risultati:
"A struttura stampata in 3D cù aGNs mostra una resistenza significativamente aumentata, resistenza à l'impattu è cumpressione per l'effettu sinergicu è a deviazione di crack. A nacra stampata in 3D mostra una prupietà ligera cù una durezza di frattura specifica paragunabile à a nacra naturale. Inoltre, l'allinjamentu di GN porta à a prupietà elettrica anisotropica, presentendu una direzzione fattibile per a custruzzione di sensori purtabili protettivi chì ponu autosensisce a crepa. "
Un aspettu assai interessante di u so prucessu hè chì sò stati capaci di cambià l'allineamentu di e nanoplatette di grafene per ogni stratu individuale di a stampa. Si puderia facilmente imaginà un Sistema FEA sofisticatu adupratu per elaburà a strategia di allineamentu ottimale per una parte data. Saria un approcciu assai diversu per u cuncepimentu di e parti.
Speremu chì questu approcciu sia cummercializatu per chì tutti noi ne pudemu aduprà bè.
