| 近日, 普渡大學的研究人員開發出了一種使用噴墨列印技術列印高能材料的方法. 該項目使材料能夠以前所未有的精度和安全性進行沉積. 能量材料包括爆炸物和煙火. 但與你想象不同的是, 它們不僅僅是用來製作煙花等物品.  幾個功能微機械繫統使用高能材料來執行他們的基本任務. 例如, 汽車中的安全氣囊系統使用少量固體推進劑 (一種高能材料) 以快速釋放安全氣囊. 而器件越小, 對微觀能量學的需求就越重要. '能源材料是一個相當了解的領域, 增材製造也是如此, ' 為該項目建立了一個定製的噴墨3D印表機機械工程博士Allison Murray說. '這個項目的獨特之處在於這兩個領域的交叉點, 並且能夠以這種精度安全地沉積高能材料. ' 新開發的3D印表機通過以重疊的方式沉積燃料和氧化劑, 將它們結合在基底上以形成納米級的, 具有小粒度的亞穩態分子間複合物. Murray說: '配置液滴的體積和形態是一個 '挑戰' , 實際上要開發一種能夠沉積這些液滴的機器. 然而, 壓電式噴墨3D印表機完全按照其設計的那樣工作, 能夠在移動其列印台的同時保持噴嘴靜止, 或者在下面 '階段' 形成期望的形狀. ' Murray表示: '列印台可以以0.1微米的精度移動, 這基本上是人類頭髮寬度的千分之一. ' 列印的nanothermite作為傳統的方式應用快速和有力的反應, 以2500開爾文燃燒, 同時產生大量的推力和熱量...並發出巨大的衝擊波. 使用高速相機和掃描透射電子顯微鏡設備, 研究人員能夠觀察到列印的納米微粒如何與不同數量的層發生反應. 普渡大學的科學家們表示, 他們的工作證明了反應式噴墨列印作為從兩種基本惰性的懸浮液中沉積高能材料的方法的可行性. 他們說, 這為 '更安全的材料處理和開發各種先前被認為與噴墨列印不相容的高能材料' 開啟了大門. 據悉, 該研究結果已於最近發表在 '應用物理學' 雜誌上, 標題為 'Two-component additive manufacturing of nanothermite structures via reactive inkjet printing' . 作者包括Murray, Tugba Isik, Volkan Ortalan, I. Emre Gunduz, Steven F. Son, George T.-C. Chiu和Jeffrey F. Rhoads. Rhoads表示: '普渡大學的特色是來自不同背景的教授可以共同完成這樣的項目. 我們可以把我們所有的經驗結合起來, 就以前不可能實現的技術進行合作. ' |
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