Pomysłów na nietypowe wykorzystanie drukarek 3D było już bez liku. NASA przyznała chociażby grant wysokości 125 tysięcy dolarów na opracowanie urządzenia do tworzenia żywności . Z kolei zespół naukowców z Uniwersytetu Południowej Kalifornii opracował metodę zwaną Contour Crafting, która ma pozwalać na "drukowanie" całych domów. Konstrukcja z cegieł lub betonu ma dzięki niej powstawać w 20 godzin.
Contour Crafting ma być wykorzystywany przede wszystkim do budowy domów w strefach dotkniętych klęskami żywiołowymi czy mieszkań dla uboższych ludzi. Khoshnevis zauważa jednak, że technologię można wykorzystać także do budowania konstrukcji na Marsie lub Księżycu. Taka metoda wznoszenia domów jest także bezpieczna - pozwala uniknąć jakichkolwiek urazów u robotników pracujących na budowie
- pisał o sprawie Krzysztof Pielesiek .
Contour Crafting fot. contourcrafting.org fot. contourcrafting.org
Teraz swoje trzy grosze do rozwoju tego typu urządzeń dodają naukowcy z Harvardu. Ich celem nie jest budowanie domów, ale czegoś dużo mniejszego - baterii i podzespołów.
Zespół badaczy pod kierownictwem Jennifer Lewis stworzył nanocząsteczkowy "atrament", który może być wykorzystywany w tradycyjnych drukarkach 3D. Nie byłoby w tym nic nadzwyczajnego, gdyby nie właściwości wspomnianego materiału.
Zespół z Harvardu nazywa zwój materiał "atramentem", ale tak naprawdę są to nanocząsteczki zawieszone w gęstym nośniku takim jak glikol etylenowy. W przypadku tuszu do drukowania akumulatorów zespół rozpoczyna od fiolki dejonizowanej wody i glikolu etylenowego, do której dodaje nanocząsteczki tlenku tytanu i litu. Mieszankę poddaje się homogenizacji, a następnie odwirowaniu w celu oddzielenia jakichkolwiek dużych cząstek. Powstaje atrament używany do drukowania baterii
- pisze o procesie serwis Extreme Tech .
Tworzenie akumulatorów taką metodą jest możliwe dzięki wyjątkowym właściwościom materiału. Ma on konsystencję stałą, która zmienia się jednak w ciekłą pod naciskiem. Pozwala to na zaaplikowanie go za pomocą strzykawki czy właśnie drukarki 3D. Po nałożeniu warstwy na wybraną powierzchnię materiał znów zmienia się w ciało stałe. Badaczom z Harvardu udało się dzięki temu nakładać kilka warstw materiału jak w przypadku zwykłego tworzywa sztucznego używanego w drukarkach 3D. I to z ogromną precyzją dochodzącą do 100 nanometrów. Powstała w taki sposób bateria o wymiarach około 1 mm kwadratowego.
Co bardzo istotne proces przebiega w temperaturze pokojowej. Dzięki opisanym powyżej właściwościom "atramentu" nanocząsteczkowego maszyna nakładająca jego kolejne warstwy nie musi podgrzewać materiału. Tworzywo będzie można wykorzystywać w istniejących już drukarkach przemysłowych.
Drukowanie baterii Fot. Jennifer Lewis/Harvard Fot. Jennifer Lewis/Harvard
Podstawowym zastosowaniem wynalazku amerykańskich naukowców ma być prosta i szybka produkcja wydajnych baterii i akumulatorów. Jednak zespół Jennifer Lewis eksperymentował również z innymi materiałami. Po dodaniu do mieszanki srebra możliwe było drukowanie w taki sam sposób przewodów i połączeń na płytach głównych. W teorii technika mogłaby więc pozwolić na wydrukowanie całego urządzenia elektronicznego we własnym domu. Włącznie z podzespołami, akumulatorem i obudową.
Przy spadających cenach drukarek 3D, które obecnie są już dostępne prawie dla każdego , mogłoby to oznaczać rewolucję w dostępie do nowych urządzeń elektronicznych. Jednak nawet jeśli nie bylibyśmy w stanie wydrukować sobie nowej komórki we własnym domu, to technologia może zostać wykorzystana w fabrykach. Konstrukcja podzespołów i baterii byłaby dzięki niej tak prosta, jak drukowanie deserów z czekolady .
Szymon Adamus
