सभी प्रकार की सामग्रियों का उपयोग 3 डी प्रिंटिंग में किया जा रहा है इन दिनों, केवलर और फाइबरग्लास ने नायलोन को प्रबलित किया। आदि। लेकिन जब कि यह सच है सामग्रियों की ताकत महत्वपूर्ण है, इसलिए वस्तु की आंतरिक संरचना है 3 डी मुद्रित। हाल ही में, शोधकर्ताओं का एक समूह MIT ने सबसे मजबूत और सबसे हल्की सामग्री विकसित की ग्राफीन कणों को संपीड़ित और पिघलाकर।
अब तक, शोधकर्ताओं को ग्राफीन के दो-आयामी बल को तीन-आयामी संरचनाओं में परिवर्तित करने में कठिनाई हुई है। परंतु नई डिजाइन MIT से, ए ग्राफीन विन्यास ए के समान स्पंज, यह स्टील से दस गुना अधिक मजबूत हो सकता है, केवल पांच प्रतिशत घनत्व के साथ।
एमआईटी अनुसंधान टीम के निष्कर्ष हाल ही में जर्नल साइंस एडवांस में रिपोर्ट किए गए थे। लेख मार्कस Buehler, इंजीनियरिंग के McAfee प्रोफेसर और MIT के नागरिक और पर्यावरण इंजीनियरिंग विभाग (CEE) के प्रमुख द्वारा सह-लेखक थे; सीईई वैज्ञानिक शोधकर्ता झाओ किन; स्नातक छात्र गैंग सेब जंग; और मिन जियोंग कांग मेंग, 2016 की कक्षा।
ग्राफीन संरचना की ज्यामिति में कुंजी है
एमआईटी के अनुसार, उनके निष्कर्षों से पता चलता है कि "नए 3 डी आकृतियों का महत्वपूर्ण पहलू इसके असामान्य ज्यामितीय विन्यास के साथ अधिक करने के लिए है सामग्री के साथ ही, यह सुझाव देते हुए कि यदि हम समान ज्यामितीय विशेषताओं का उपयोग करते हैं तो समान गुण विभिन्न सामग्रियों से प्राप्त किए जा सकते हैं। »
टीम ने उत्पादन किया स्थिर और मजबूत संरचना जो कोरल और सूक्ष्म जीव जैसा दिखता है जिसे डायटम के रूप में जाना जाता हैग्राफीन के छोटे गुच्छे को संपीड़ित करने के लिए गर्मी और दबाव के संयोजन का उपयोग करना। परिणामस्वरूप आकृतियों में उनकी मात्रा के अनुपात में एक विशाल सतह क्षेत्र होता है, और असाधारण रूप से मजबूत होते हैं। वे नेरफ गेंदों की तरह दिखते हैं - वे गोल वस्तुएं हैं, लेकिन छिद्रों से भरे हुए हैं। इन जटिल आकृतियों को जाइरोइड्स के रूप में जाना जाता है।, और Buehler ने कहा कि यह "संभवतः असंभव है" पारंपरिक विनिर्माण का उपयोग करके उन्हें बनाने के लिए। प्रयोगशाला परीक्षणों के लिए, टीम ने गायरॉइड्स के 3 डी प्रिंटेड मॉडल का उपयोग किया, उनके प्राकृतिक आकार के हजारों गुना बढ़े।
टीम ने लोड के तहत यांत्रिक प्रतिक्रिया का अनुकरण करने के लिए अपने सैद्धांतिक मॉडल का उपयोग करते हुए, 3 डी मॉडल को विभिन्न यांत्रिक तन्यता और संपीड़न परीक्षणों के अधीन किया। हमारे एक नमूने में उन्होंने प्राप्त किया कि एक के साथ स्टील के घनत्व का 5% उक्त सामग्री की 10 गुना ताकत प्राप्त करता है"।
3 डी ग्रेफीन सामग्री, विरूपण के तहत घुमावदार सतहों द्वारा गठित, कागज की शीट की तरह प्रतिक्रिया करती है। कागज आसानी से शिकन कर सकता है, क्योंकि यह इसकी चौड़ाई और लंबाई के साथ मजबूत नहीं है। लेकिन जब कागज एक ट्यूब में लुढ़का होता है, तो ट्यूब की लंबाई के साथ बल बहुत अधिक होता है। उपचार के बाद ग्राफीन के गुच्छे की ज्यामितीय व्यवस्था के समान विन्यास है।
संभव अनुप्रयोग
संभव अनुप्रयोगों के बीच, यह है कि बाहर खड़ा है अन्य सामग्रियों के साथ खोजी गई ज्यामितीय विशेषताओं का उपयोग किया जा सकता है, जैसे पॉलिमर या धातु, क्रम में कम उत्पादन लागत पर समान शक्ति लाभ प्राप्त करना। पॉलिमर या धातु के कणों को टेम्पलेट के रूप में उपयोग करने की संभावना है, उन्हें गर्मी और दबाव उपचार से पहले एक रासायनिक वाष्प जलाशय का उपयोग करके ग्राफीन के साथ कवर करने के लिए। बाद में, 3 डी ग्रेफीन को जाइरोइड रूप में रखने के लिए बहुलक या धातु को हटाया जा सकता है। बड़ी संरचनाओं का निर्माण करते समय इस झरझरा ज्यामिति का उपयोग किया जा सकता है, एक पुल की तरह। यहां तक कि बंद हवाई क्षेत्र की मात्रा के कारण यह पुल के लिए अच्छा इन्सुलेशन प्रदान करेगा।