محققان UT Dallas یک کف سه بعدی با دوام ، مستقل و بازیافت شده تر با استفاده از شیمی پویا ایجاد کرده اند و گزینه های جدیدی را برای تولید پایدار باز می کنند.
از بالش صندلی ها گرفته تا تشک گرفته تا عایق ، کف در همه جا است – حتی اگر همیشه متوجه آن نشویم.
اکنون محققان دانشگاه تگزاس در دالاس در حال ترکیب شیمی و تولید پیشرفته برای توسعه نوع جدیدی از کف چاپی سه بعدی هستند که هم از دوام تر و هم قابل بازیافت تر از سکه های معمولی پلیمری است.
مطالعه منتشر شده در نسخه چاپی در تاریخ 1 مارس RSC پلیمرهای اعمال شدهیک مجله از انجمن سلطنتی شیمی با هدف ایجاد یک فوم قوی اما سبک مناسب برای یک تکنیک سه بعدی ، که در تولید در مقیاس بزرگ نسبتاً استفاده نشده است. به گفته نویسنده KO-Leader Rebecca Johnson BS’20 ، دکترا در UT Dallas ، این مطالعه فرصت های جدیدی را برای تولید کف پایدار و سازگار باز می کند.
جانسون ، که قصد دارد دکترای شیمی خود را در ماه مه به پایان برساند ، می گوید: “این احتمالاً طولانی ترین پروژه ای است که من تاکنون انجام داده ام.” “از ابتدا تا انتها ، تقریباً بیش از دو سال سن داشت. بسیاری از آنها سعی کردند شکل پلیمری مناسب را با چاپگر سه بعدی سازگار کنند.”
جانسون گفت ، اگرچه ایجاد مواد جدید فناوری سه بعدی یک چالش است ، اما فرایند چاپ سه بعدی به محققان این امکان را داده است تا شکل های پیچیده ای را ایجاد کنند که می توانند در برنامه های تولیدی سفارشی شوند. برای نشان دادن اثبات مفهوم ، آنها یک کف به شکل سگ با بالون تولید می کنند.
یک فوم نوآورانه برای ضربه و انزوا
دکتر ران سمالدون ، استادیار شیمی و بیوشیمی در دانشکده علوم طبیعی و ریاضیات و نویسنده مطالعه مربوطه می گوید: “هدف از این پروژه مقابله با برخی محدودیت ها در چاپ سه بعدی در مورد فوم پلیمری بود.” “یکی از اصلی ترین کاربردها یا علایق برای سکه های چاپ سه بعدی ، انزوا و جذب ضربه است.”
Smaldon گفت ، با تحقیقات و آزمایش های بیشتر ، این نوع فوم و فرآیند را می توان برای عناصر جذب پر فشار مانند موتور سیکلت یا کلاه ایمنی فوتبال ، اتومبیل یا زره زره استفاده کرد. وی همچنین خاطرنشان کرد: چاپ سه بعدی امکان ایجاد ساختارهای پیچیده تری مانند کوره های ریز را فراهم می کند که می تواند انعطاف پذیری فیزیکی مواد را افزایش داده و انعطاف پذیری بیشتری را برای برنامه ها فراهم کند.
https://www.youtube.com/watch؟v=kj6ydqblwhe
نویسندگان در مورد تحقیقات خود بحث می کنند. اعتبار: انجمن سلطنتی شیمی
محققان همچنین به چگونگی ساخت مطالبی که می توان سه بعدی در یک محصول نهایی ثابت و بدون نقص زیادی چاپ کرد ، پرداختند. بیشتر فوم های تجاری یک ترموره است ، به این معنی که در هنگام قالب گیری یک واکنش شیمیایی انجام می دهد ، که به طور مداوم ساختار آن را در جای خود قفل می کند و از تغییر ، ذوب شدن ، D یا حل شدن آن جلوگیری می کند. در نتیجه ، بیشتر فوم های پلیمری قابل بازیافت نیستند و سرانجام در محل دفن زباله ها به پایان رسید.
محققان UT دالاس با استفاده از اوراق قرضه برگشت پذیر خاص به نام شیمی کووالانسی پویا ، کف بادوام خود را توسعه داده اند. اگرچه فوم نمی تواند به عنوان پلاستیک کاملاً ذوب و اصلاح شود ، اما این اتصالات اجازه می دهند تا هنگام آسیب دیدگی آسیب ، مواد را ترمیم کنند و آن را جهانی تر و ماندگار تر می کنند.
به ثبات بیشتر
اسلادون گفت: “ما مطمئناً تنها کسانی نیستیم که سعی در انجام این کار داریم.” “تازگی استفاده از شیمی پویا برای چاپ یک ماده فوم واقعاً عالی است. سؤال بعدی که باید به آن بپردازید ، چگونه می توانید خواص را تنظیم کنید و از این نوع دانش جدید برای رفع نیازهای مختلف استفاده کنید؟”
جانسون و نویسنده دیگر نسبت شیمی ، دانشجوی دکتری آریل تولفی BS’23 ، پس از مطالعه تحقیقات مشابه در این زمینه ، ایده های خود را توسعه دادند. تولفرا ، که به جانسون برای مربی خود اعتبار می دهد ، قصد دارد با بررسی چگونگی بازیافت بیشتر کف و بررسی پتانسیل مقاومت در برابر کف ، تحقیقات را گسترش دهد.
تولفرا گفت: ایجاد سگ با بالون فوم به عنوان یکی از اشیاء آزمایش گروه یک انتخاب طبیعی است.
تولفرا گفت: “این یک شکل ساده است ، اما کاملاً پنی ما است.” “این بالون معمولی به نظر می رسد تا زمانی که در چیزهای جدید و تقریباً رد شود. انتظار می رود. سکه های ما یکسان هستند – در ابتدا ، اما پس از گسترش و تحول ، آنها به چیزی قابل توجه تبدیل می شوند.”
اطلاعات: “سکه های پلیمری چاپی سه بعدی با انبساط قابل تنظیم و خصوصیات مکانیکی فعال شده توسط یک شیمی کووالانسی پویا و بدون کاتالیزور” توسط ربکا م. جانسون ، آریل آر. تولفی ، گوستاوو فلیسیو پرروچ ، نیتی ، لیو ، لیاجلاک ، اما. لی ، اسمال ، نیتی آروا ، Em Lija ، Lijai ، Emma Leadjalak 28 ژانویه 2025 ، RSC پلیمرهای اعمال شدهحرف
doi: 10.1039/d4lp00374h
مؤلفه های اضافی مطالعه UT Dallas مهندسی مکانیک Gustavo Felicio Perruci هستند. دانشجویان دکترا شیمی Lyndsay Ayers BS’24 و Niyati Arora ؛ شیمی ارشد اما لیو ؛ Vijayalakshmi Ganesh BS’23 ؛ و دکتر هونیبینگ لو ، استاد مهندسی مکانیک و رئیس جمهور لوئیس لوبر در مدارس مهندسی و رایانه اریک جانسون.
این نظرسنجی توسط بنیاد Welch ، بنیاد ملی علمی (2323729 ، 2219347) و وزارت انرژی (DE-NA0003962 ، DE-EE0011016 ، DE-EE0010200) تأمین شد.
