3D-печать водой

3D-принтер теперь способен печатать водой


Американский ученный Том Рассел вместе со своими коллегами из американской Национальной лаборатории имени Лоуренса, смогли модифицировать стандартный 3D-принтер и получить инструмент для печати стабильных трехмерных структур из воды в минеральном масле.


Ученные считают, что в будущем они смогут создать жидкие электронные компоненты для гибких носимых устройств, а также прецизионных инструментов для медицины и химии.


Стандартный принтер был модифицирован и оснащен шприцем с тонкой иглой для строго дозированных инъекций водяных «чернил». Эксперименты подтвердили, что добавление капли воды (с наночастицами) в масло (с полимером) приводит к образованию стабильной сферы, взвешенной в нужном участке жидкости; тонкая струя воды образует устойчивую трубку.



Пока же им удалось «распечатать» водяные тяжи диаметром от 10 мкм до 1 мм, длиной вплоть до нескольких метров - прямые, спиральные, ветвящиеся. Технология показала, что такие структуры, взвешенные в минеральном масле, сохраняют стабильную форму и возвращаются к ней после деформаций.

 

«Это совершенно новый класс материалов», - говорит Том Рассел. Для их получения ученые использовали основу из минерального масла с добавкой гидрофобных полимерных молекул и «чернила» из воды с добавкой гидрофильных золотых наночастиц. Полимер был подобран таким образом, чтобы соединяться с наночастицами и образовывать структуру с гидрофильной «головкой» и гидрофобным «хвостом».



Эта структура обладает выраженными свойствами поверхностно-активного вещества (ПАВ): на границе воды и масла частицы выстраиваются так, чтобы ориентироваться «хвостами» к маслу, образуя стабильный интерфейс. В отличие от обычного ПАВ, такой слой дополнительно упрочняется за счет горизонтальных взаимодействий полимерных молекул и золотых наночастиц друг с другом.