Szwedzcy naukowcy pracują nad nową metodą druku 3D grafenu

Grafen ze względu na swoje właściwości od lat jest obiektem zainteresowania specjalistów z zakresu zagadnień przemysłowych, w tym również inżynierów zajmujących się technologiami przyrostowymi. Nie raz słyszeliśmy o filamentach domieszkowanych grafenem, jednak trudno mówić, aby cechy tworzywa kompozytowego były takie same jak w przypadku czystego grafenu. Może on co prawda znaleźć zastosowanie w niektórych aplikacjach, jednak jeśli chodzi o zastosowania przemysłowe wymagania wydają się być o wiele bardziej restrykcyjne.

Nic dziwnego, że materiał nadal rozgrzewa wyobraźnie inżynierów – grafen przy swojej niskiej wadze jest najmocniejszym materiałem znanym człowiekowi (blisko 200 razy mocniejszy niż stal). Co więcej, jest jednocześnie świetnym materiałem przewodzącym zarówno ciepło jak i impulsy elektryczne. Jednak problematyczny proces produkcji materiału sprawia, że najczęściej stosowany jest jako dodatek w osnowie kompozytowej, nie jako czysty materiał.

Naukowcy starając się znaleźć wydajną metodę produkcji grafenu o optymalnych właściwościach często decydują się na zaangażowanie w cały proces technologii przyrostowych. Blisko rok temu we współpracy badaczy z najważniejszych ośrodków naukowych na świecie powstał grafen będący najlżejszym materiałem wytworzonym na drukarce 3D.

Świetne właściwości fizyczne, które szły w parze z niską wagą nie rozwiązywały jednak największego problemu jakim obarczona jest masowa produkcja tego materiału – wytwarzanie płatów grafenowych na na masową skalę wiąże się z wysokimi kosztami produkcji, nie dając tym samym gwarancji powodzenia procesu. Nad problemem pochylili się naukowcy z szwedzkiego uniwersytetu w Uppsali i udało im się opracować nową formę grafenu, którą można pozyskiwać dzięki technologii druku 3D.

Według  naukowców, opracowanie nowej metody polegało na przeskalowanie sposobu wytwarzania w skali nano do skali makro, co pozwoliła na produkcję grafenu w ilościach odpowiednich dla zastosowań przemysłowych. Problemem w produkcji dużej ilości tego materiału jest kwestia, że traci on niektóre z swoich właściwości ze względu na sklejanie cienkich płatków. Materiał Aros Graphene opatentowany przez naukowców został zaprojektowany tak, aby kolejne warstwy były odseparowane od siebie bez degradowania ich właściwości, co oznacza dużo większą kontrolę nad materiałem.

Obecnie specjaliści pracują zarówno nad nowym materiałem jak i optymalizacją procesów jego wytwarzania. Aros Graphene dostępny jest nie tylko w formie standardowego filamentu, ale również granulatu oraz past. Tworzywo  ma wiele potencjalnych zastosowań jak elektronika oraz telekomunikacja, gdzie kluczowym czynnikiem jest odprowadzanie ciepła. Zastosowanie Aros Graphene w projektach pozwoli na tworzenie bardziej kompaktowych, bezpieczniejszych w obsłudze systemów o przedłużonej żywotności.

Jak mówi koordynator projektu, opracowana według ich pomysłu pasta termiczna zawierająca Aros Graphene wykazuje o 180 procent lepsze przewodnictwo ciepła niż inne pasty termiczne na rynku. W niedalekiej przyszłości,ze względu na rosnącą ilość centrów przechowywania wirtualnych danych, zaawansowane rozwiązania zarządzania ciepłem będą odgrywały kluczową role.

Obecnie specjaliści pracują również nad innymi projektami z zakresu rozwiązań dla elektroniki – m.in.  samosmarującymi się systemami mechanicznymi, drukowanymi superkondensatorami i ruchomymi stykami elektrycznymi.

Źródło: 3dprint.com