Новые пьезоэлектрические материалы, напечатанные на 3D-принтере, могут принимать любую форму

0

В сeмeйствe пьeзoэлeктричeскиx мaтeриaлoв, испoльзуeмыx буквaльнo вeздe — нaчинaя oт сoтoвыx телефонов и заканчивая музыкальными открытками — осуществимо пополнение, благодаря результатам работы, обсуждаемой в сетевом журнале Nature.

Параф к изображению: Напечатанный на 3D-принтере лист «умного» пьезоэлектрического материалаНовые пьезоэлектрические материалы, напечатанные на 3D-принтере, могут принимать любую форму

Доцент кафедры машиностроения Инженерного колледжа Сяо Жень и его личный состав разработали метод трёхмерной печати пьезоэлектрических материалов, которые могут выкроить практическое применение в преобразовании движения, ударов и растяжений в любом направлении в электроэнергию.

В сегодняшний день время пьезоэлектрические материалы изготавливаются только в нескольких формах из хрупких кристаллов и керамики, а технологичный процесс требует обеспечения высоких требований по чистоте.

Команда исследователей разработала технологичный процесс 3D-печати этих материалов, и теперь их размер и форма без- имеют ограничений. Также материал может быть активирован, что открывает турне для нового поколения «умных» материалов, обладающих тактильной восприимчивостью, способностью отслеживания ударов и вибрации, залежные деньги электроэнергии и прочего.

Свободное проектирование пьезоэлементов

Пьезоэлектрические материалы открыты в 19 веке, с тех пор подвижка в технологии производства привёл к необходимости наличия «чистой комнаты» и сложному техпроцессу, а вкупе с дороговизной и хрупкостью материалов ограничило их потенциал.

Ученые разработали стандарт, позволившую им манипулировать и создавать произвольные пьезоэлектрические константы, результатом почему стало создание материалов, в которых в ответ на приложенное усилие и вибрацию с любого направления, при помощи распечатанной на 3D-принтере топологии, возникает движение электрического заряда. В несходность от обычных пьезоэлементов, в которых электрический заряд предсказуемо движется закачаешься внутренних кристаллах, новый метод позволяет потребителям «программировать» ответные реакции электродвижущей силы, которая может водиться увеличена, развёрнута в обратную сторону или понижена в любых направлениях.

Трёхмерная распечатка пьезоэлементов, датчиков и преобразователей

Одним из важнейших факторов нынешнего производства пьезоэлементов является приложение природных кристаллов. На атомном уровне ориентированность атомов фиксирована. Ученые создали своего рода, подобный кристаллу, однако, дающий возможность изменять ориентированность кристаллической решётки в зависимости ото конструкции.

Учёные синтезировали класс высокочувствительных пьезоэлектрических чернил, которые видно преобразовывать в сложные трёхмерные объекты при помощи ультрафиолетового света. Чернила содержат высококонцентрированные пьезоэлектрические нанокристаллы, связанные с гелями, чувствительными к ультрафиолету, образующими коллодий – «молочную смесь», подобную   расплавленному кристаллу, посредством которой производится оттиск на цифровом световом 3D-принтере с высоким разрешением.

Команда продемонстрировала материалы, распечатанные получай 3D-принтере в масштабе, измеряемом долями диаметра человеческого волоса. Эти материалы разрешено делать более гибкими, адаптируя их архитектуру, что позволит ставить на службу их в качестве накопителей энергии, при этом придавая их поверхности любую кривизну. Отзывчивость этих материалов в 5 раз выше, чем у гибких пьезоэлектрических полимеров. Непоколебимость и пластичность материалов позволяет производить их хоть в виде тонких «марлевых» полотен, иначе в виде твёрдых «кирпичей».


ПОХОЖИЕ ЗАПИСИ

© Gearmix 2013

Компетенция на опубликованный перевод принадлежат владельцам вебсайта gearmix.ru

Все графические изображения, использованные быть оформлении статьи принадлежат их владельцам. Знак охраны авторского власть распространяется только на текст статьи.

Использование материалов сайта без участия активной индексируемой ссылки на источник запрещено.

Оставить комментарий

Ваш электронный адрес не будет опубликован. Обязательные поля помечены *