Science में प्रकाशित एक प्रगति एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग की सीमाओं को फिर से परिभाषित करती है। शोधकर्ताओं ने एक थर्मोप्लास्टिक पीस के अंदर क्रिस्टलिनिटी को स्पेशियली नियंत्रित करने वाली 3D लिथोग्राफिक प्रिंटिंग विधि विकसित की है। यह प्रक्रिया, जो अल्ट्रावायलेट प्रकाश की प्रोजेक्शन पर आधारित है, 3D स्पेस में सामग्री की माइक्रोस्ट्रक्चर पर अभूतपूर्व माइक्रोस्कोपिक नियंत्रण प्रदान करती है। परिणाम एक ही प्रिंटेड ऑब्जेक्ट में कठोरता, पारदर्शिता या यांत्रिक व्यवहार जैसी संपत्तियों को लोकली एडजस्ट करने की क्षमता है, जो 4D प्रिंटर की तरह काम करती है जो निर्माण के दौरान संपत्तियों को प्रोग्राम करती है। 🔬
रासायनिक तंत्र: स्टेरियोकेमिस्ट्री से मैक्रोस्कोपिक गुणों तक ⚗️
यह तकनीक cis-साइक्लोऑक्टेन नामक मोनोमर और प्रकाश-संवेदनशील रूथेनियम इनिशिएटर का उपयोग करती है। ट्रिक अल्ट्रावायलेट प्रकाश की तीव्रता को पॉलीमराइजेशन के दौरान बदलने में निहित है। अधिक प्रकाश तीव्रता इनिशिएटर की अधिक फोटोकैमिकल डीकंपोजिशन का कारण बनती है, जो सेकेंडरी मेटाथेसिस नामक प्रक्रिया को दबा देती है। सेकेंडरी रिएक्शनों पर यह नियंत्रण परिणामी पॉलीमर चेन की स्टेरियोकेमिस्ट्री को संशोधित करता है, अर्थात् उसके परमाणुओं की स्पेशियल व्यवस्था। यही स्टेरियोकेमिकल परिवर्तन सामग्री की अंतिम क्रिस्टलिनिटी प्रतिशत निर्धारित करता है। इस प्रकार, अधिक प्रकाश तीव्रता कम क्रिस्टलिनिटी और अधिक ट्रांसलूसेंट पॉलीमर उत्पन्न करती है, जबकि कम तीव्रता अधिक क्रिस्टलीन, कठोर और अपारदर्शी सामग्री देती है।
भविष्य क्रमिक है: एक ही पीस में मल्टीफंक्शनल सामग्रियां 🌈
यह खोज ग्रेस्केल प्रिंटिंग के कॉन्सेप्ट को माइक्रोस्ट्रक्चर के क्षेत्र में ले जाती है। विभिन्न स्तरों की विकिरण सीधे उसी संरचना के अंदर संपत्तियों के ग्रेडिएंट्स में अनुवादित होते हैं। इससे कठोरता में सुगम संक्रमणों वाले ऑब्जेक्ट्स, उच्च tenacity की विशिष्ट जोन या पारंपरिक तकनीकों से असंभव पारदर्शिता और अपारदर्शिता के संयोजनों के निर्माण के द्वार खुलते हैं। क्रिस्टलिनिटी पर यह स्पेशियल नियंत्रण केवल लैबोरेटरी उपलब्धि नहीं है, यह प्रोग्रामेबल सामग्रियों और इंटीग्रेटेड मल्टीफंक्शनल डिवाइसेस की ओर मौलिक कदम है, जहां फंक्शन सीधे प्रिंटेड माइक्रोस्ट्रक्चर से जन्म लेता है।
प्रकाश नियंत्रित 3D प्रिंटिंग कैसे इन सिटू एक पॉलीमर की क्रिस्टलिनिटी को मॉड्यूलेट करने की अनुमति देती है और इस सटीक नियंत्रण का अंतिम पीस की यांत्रिक और फंक्शनल संपत्तियों पर क्या प्रभाव पड़ता है?
(पीडी: आणविक स्तर पर सामग्रियों को देखना लूपा से रेत की आंधी देखने जैसा है।)