太先進啦!納米技術+3D列印=檢測有毒液體
碳納米管長期以來都是科學雜誌上的頭條新聞,就像3D列印一樣。但是當兩者都與正確的聚合物結合時,在這種情況下出現了一些特殊的情況:導電性增加,並且使得可以實時監測液體。
在知名的微納米技術領域,機械工程師Daniel Therriault教授和他的團隊對此進行了一個相關性的研究。這項研究的結果看起來像一塊布;但是一旦液體與其接觸,這塊布能夠識別其性質。在這種情況下,它是乙醇,但它可能是另一種液體。這種方法對於使用無數有毒液體的重工業來說是一個了不起的優勢。
一個簡單而有效的配方
雖然看似簡單,但配方是如此高效,為此,Therriault教授竭力保護它的專利。事實上,一家美國公司已經將這種可印刷的材料商業化,它是高導電性的,並具有各種潛在的應用。
第一步:取熱塑性塑料,並用溶劑將其轉變成溶液,使其變成液體。第二步:由於這種熱塑性溶液的多孔性,碳納米管可以以前所未有的方式摻入其中,有點像將糖添加到蛋糕混合物中。結果是一種相當粘稠的黑色墨水,其電導率接近一些金屬的電導率。第三步:這種黑色油墨,事實上是納米複合材料,把它移動到3D印表機上列印。一旦其從列印噴嘴出來,溶劑蒸發並且油墨固化。它採取比頭髮稍大的絲的形式進行製造工作。
這項技術的優點:
在蒙特利爾理工學院進行的研究是3D印表機使用領域的先鋒。近來,所有製造業,無論是航空航天、機器人或醫學等,都對這一技術有所了解。
這其中有幾個原因。首先,部件的輕便性,因為塑料代替了金屬。其次,在微觀層面上有精確的工作,就像這裡的情況一樣。最後,使用可在室溫下使用的納米複合長絲,可以獲得接近一些金屬的電導率。當然,由於細絲的幾何形狀可以改變,因此可以校準測量,使得可以讀取待監測的液體的各種電特徵。
舉一個例子:管道
在形成管道的連接點處,存在著輪緣。這個想法是用3D列印製造管道。塗層將是納米複合材料,其電信號根據被輸送的液體校準,例如油。如果基於Therriault教授及其團隊開發的概念,存在泄漏並且液體接觸到印刷的感測器,則警報將在記錄時間內以非常有針對性的方式發出。這對於人口和環境都是巨大的優勢;在泄漏的情況下,反應時間越快,損傷越小。
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