Khoa học kỹ thuật và công nghệ

Thiết bị in 3D giúp tạo ra các sợi nano tốt hơn (13/11/2017)

Các mắt lưới làm từ các loại sợi có đường kính nano mét có phạm vi ứng dụng tiền năng rất lớn trong kỹ thuật mô, lọc nước, pin mặt trời, và thậm chí là áo giáp toàn thân. Tuy nhiên việc thương mại hóa nó lại bị hạn chế lớn bởi các kỹ thuật sản xuất không hiệu quả.

Trong số mới nhất của tạp chí Nanotechnology, các nhà nghiên cứu do Luis Fernando Velásquez-García, MIT đứng đầu đã mô tả một thiết bị mới dùng để sản xuất mắt lưới nano do họ tạo ra. Thiết bị này có tốc độ và hiệu suất sản xuất tương đương với thế hệ thiết bị có hiệu suất tốt nhất trước đó mà không làm giảm đáng kể sự thay đổi đường kính sợi - một vấn đề gây trở ngại lớn trong hầu hết các ứng dụng hiện nay. Thiết bị mới này được tạo ra bằng máy in 3D thương mại có giá 3.500 USD. Do đó, các công trình nghiên cứu hướng đến sản xuất các sợi nano không chỉ đáng tin cậy mà chi phí còn rẻ hơn nhiều. 

Thiết bị mới này bao gồm một dãy các vòi rất nhỏ, chất lỏng chứa các hạt polymer sẽ được bơm qua các vòi này. Chính ví thế, nó được biết đến như là một thiết bị microfluidic (kênh dẫn vi lưu).

Các sợi nano rất hữu ích cho bất kỳ ứng dụng nào mà cần diện tích bề mặt cũng như thể tích lớn như các tế bào năng lượng mặt trời để có thể tối đa hóa việc tiếp xúc với ánh sáng mặt trời, hoặc các điện cực của tế bào nhiên liệu, xúc tác phản ứng ở bề mặt của chúng. Các sợi nano cũng chỉ cho phép các vật liệu thấm qua ở phạm vi rất nhỏ, giống như bộ lọc nước, áo giáp toàn thân.

Trong thiết bị mới, các vòi phun được bố trí thành hai hàng. Các sợi nano được đồng chỉnh đặc biệt hữu ích trong một số ứng dụng, chẳng hạn như giàn mô. Theo Velásquez-García cho biết, cùng với chi phí và thiết kế tương đối linh hoạt, một ưu điểm khác của máy in 3D là khả năng kiểm tra và sửa đổi thiết kế. Với các thiết bị vi mô của nhóm, phải mất hai năm để đi từ mô hình lý thuyết đến kết quả đã được công bố trên tạp chí. 

Nguồn: NASATI