Southern California Üniversitesi Viterbi Mühendislik Okulu’ndan bilim insanları 3D yazıcıyla basılabilen ve kendi kendini onarabilen lastik materyal geliştirdi. Düşünün ki, normalde ayakkabınızın tabanı delindiğinde ya da oyuncağınız koptuğunda kendi kendini onarsa iyi olmaz mıydı?
İşte Yrd. Doç. Dr. Qiming Wang 3D yazıcıyla basılabilen materyaller üzerinde çalışıyor ve onlara yeni özellikle kazandırıyor. Esnek elektroniklerden ses kontrollü maddelere kadar pek çok enteresan konu onun ilgi alanına giriyor.
Qiming Wang ile öğrencileri Kunhao Yu, An Xin, and Haixu Du ve Connecticut Üniversitesi’nden Yrd. Doç. Dr. Ying Li ile çalışarak, koptuğunda veya delindiğinde kendi kendini hızlıca onarabilen yeni bir materyal geliştirdi. Bu materyal ayakkabılar, araba lastikleri, soft robotikler ve hatta elektroniklerde üretim süresini azaltmak ve dayanıklılığı arttırmak için kullanılabilir.
Bu malzeme fotopolimerazyon kullanan bir 3D yazma yöntemi kullanıyor. Proseste sıvı reçine ışıkla katılaştırılarak, istenilen şekle veya geometriye sokuluyor. Bu malzemeyi kendini onarabilir yapmak için malzemeye kimyasında derinleşmek gerekti.
Fotopolimerizasyon işin tiyol(merkaptan) grubu ile reaksiyona sokuluyor. Denkleme yükseltgen ekleyerek , tiyoller disülfitler adı verilen bir diğer gruba dönüştürülüyor. Eğer disülfit grubu koptuğuda kendini onarabilirse oranlar doğru sağlanmış oluyor. Bu iki grup arasındaki doğru oranı bulmak eşsiz özelliklere ulaşmakta işin anahtarı.
“Derece derece yükseltgeni arttırdığımızda kendi kendini onarma davranışı da güçleniyor fakat fotopolimerizasyon özelliği zayıflıyor.Bu iki davranış arasında bir mücadele var. Fakat sonunda hem kendini onarma hem de hızlı fotopolimerizasyon sağlayan oranı keşfettik,” diye açıklıyor Wang.
5 saniyede 17.5mm2 basabilirken, 20 dakikada cisimlerin kendini onarmasını sağlayabiliriz.Araştırmada NPG Asia Materials dergisinde yayınlandı. Üretilebilen ürünler ise geniş bir yelpazeye sahip; ayakkabı tabanı, soft robotik, çok fazlı kompozit ve elektronik sensörlerde kullanılabiliyor.
İkiye kesilen malzeme 600 C sıcaklıkta 2 saat içinde kendini tümüyle onarabiliyor ve dayanım ve fonksiyonu geri kazanıyor. Bu onarım süresi sıcaklık artışıyla kısaltılabiliyor.
“Gerçekten biz 40 0 C ‘den 600 C’ye kadar farklı sıcaklıklarda malzemenin neredeyse % 100 onarabildiğini gösterdik,” diyor araştırmanın ilk yazarı Kunhao Yu
Araştırmacılar şimdi yumuşak lastiklerden sert plastiklere kadar kendini onarabilen malzemelerle çalışıyorlar. Bu malzemeler, araç parçalarından , kompozit malzemelere ve hatta vücut zırhlarında bile kullanılabilir.
Kaynak :
University of Southern California
Bir Yorum