Как 3D-печатью сделали универсальное жидкое устройство?

Как 3D-печатью сделали универсальное жидкое устройство?

Специалисты Национальной лаборатории Лоуренса Беркли Министерства энергетики США смогли напечатать на 3D-принтере полностью жидкое устройство. Полученный механизм допустимо одним нажатием кнопки неоднократно перенастраивать. Такой подход позволяет использовать устройство для широкого спектра применений — от производства материала для батарей до препаратов для скрининга.

Универсальная платформа объединения молекул

Изобретатели сами не перестают удивляться собственному произведению. Уникальное произведение, созданное 3D-печатью, по требованию программируется на проведение многоэтапных сложных химических реакций.

Еще более удивительным видится момент реконфигурации универсальной платформы для эффективного и точного объединения молекул. При этом образуются крайне специфические продукты, подобные органическим аккумуляторным материалам.

Представленные журналом «Nature Communications» результаты исследования, являются самыми новыми результатами серии экспериментов, проводимых в лаборатории Беркли над полностью жидкими материалами посредством 3D-печати. Прошлогодние эксперименты были направлены на исследование метода печати различных жидких структур — от капель до закрученных нитей жидкости, находящихся внутри другой жидкости.

После успешной демонстрации прошлогодней методики, учёные почти год обсуждали, каким образом допустимо применить жидкую печать под изготовление работающей модели.

Наконец остановились на том, что если печатать жидкости в определенных каналах и пропускать содержимое через эти каналы, становится возможным создание полезного жидкостного устройства для широкого спектра применений.

Принцип создания уникального жидкостного устройства

Чтобы создать жидкостное устройство для 3D-печати, требуется разработать стеклянную подложку, наделённую специальным рисунком. Затем потребуются два типа жидкости:

  1. Содержащая частицы наноразмерной глины.
  2. Содержащая частицы полимера.

Обе печатаются на подложке, где соединяются на границе раздела и в течение времени, измеряемого в миллисекундах, образуют миниатюрный канал (трубку) диаметром около 1 мм.

Как только несколько каналов сформированы, можно в разных каналах размещать катализаторы устройства. Затем 3D-печатью изготавливаются мосты между каналами таким образом, чтобы химическое вещество, протекающее сквозь каналы, контактировало с катализаторами в определенном порядке.

Этот процесс вызывает каскад химических реакций с образованием определенных химических соединений.

Для варианта управления компьютером этот сложный процесс допускает автоматизацию выполнения задач, связанных с размещением катализатора, строительством жидкостных мостов внутри устройства, выполнением последовательностей реакций.

Многозадачное устройство допустимо запрограммировать под функционал искусственной системы кровообращения, разделяющей молекулы, протекающие через канал. Таким способом автоматически удаляются нежелательные побочные продукты, в то время как устройство продолжает печатать последовательность мостов для конкретных катализаторов и выполнять этапы химического синтеза.


При помощи информации: LBL