Наявні методи 3D-друку металевих об’єктів потребують високих температур. Це виключає виготовлення чутливих до тепла деталей, зокрема електроніки. Вчені з Університету Північної Кароліни створили склад, що дозволяє друкувати вироби з металу за кімнатної температури.
Основою нового матеріалу служить завись мікрочастинок міді у воді. До неї додають мікрочастини речовини, відомої як евтектичний сплав галію з індієм (EGaIn), та соляну кислоту. Остання змінює pH води до 1,0, видаляючи оксиди EGaln і тим самим тимчасово переводячи речовину у стан рідкого металу. Глобули EGaln прилипають до твердіших частинок міді та зв’язують їх між собою. Для збільшення об’єму у суміш додають метилцелюлозу.
Отриманий в’язкий гель можна вичавлювати з сопла звичайного 3D-принтера за кімнатної температури, створюючи виріб по одному шару за раз. Коли готовий об’єкт висихає за тієї ж температури, вода та соляна кислота випаровуються. В результаті виникає жорсткий тривимірний об’єкт з високою електропровідністю, який на 97,5% складається з металу (інше – метилцелюлоза).
Керуючи вичавлюванням гелю та застосовуючи тепло для швидкого висихання, об’єкту можна надати передбачувану форму: із плоскої заготовки можна отримати складнішу деталь. У відео нижче гель використовувався для 3D друку павука, який підіймається на ноги, висихаючи під час нагрівання.
«3D-друк здійснив революцію у виробництві, але досі не існувало технології, що дозволяла б друкувати металеві 3D-об’єкти за кімнатної температури за один крок. Це відкриває двері для широкого спектра електронних компонентів та пристроїв. Ми відкриті до співпраці з галузевими партнерами для вивчення потенційного застосування [технології] та завжди раді обговорити напрям майбутніх досліджень», — професор Майкл Дікі, співавтор статті.
Статтю про дослідження опубліковано у журналі Matter.
Джерела: North Carolina State University, New Atlas