Kendi Kendini İyileştiren 3D Baskılı Plastik Sadece Işık Kullanarak Kendini Onarabiliyor!
Fotoğraf: Tersinir bir ekleme-parçalanma zincir transfer (RAFT) ajanı ile işlenen 3D baskılı materyallerin, UV ışıkları altında kendi kendini iyileştirebildiği gösterilmiştir.
New South Wales Üniversitesi (UNSW) mühendisleri, 3D baskılı plastiğin oda sıcaklığında yalnızca ışık kullanarak kendini iyileştirmesine yardımcı olacak bir yol gösterdi.
UNSW Kimya Mühendisliği Okulu’ndan Profesör Cyrille Boyer ve ekibi, Doktor Nathaniel Corrigan ve Bay Michael Zhang, baskı işleminde kullanılan sıvı reçineye “özel tozun” eklenmesinin, malzemenin daha sonra kırılması durumunda hızlı ve kolay onarım yapılmasına yardımcı olabileceğini göstermişlerdir.
Bu işlem, iki kırık parçanın kimyasal reaksiyona ve kaynaşmasına neden olan, yaklaşık bir saat boyunca basılı plastik üzerine standart LED ışıklar yakılarak çok basit bir şekilde yapılabilir.
Aslında tüm bu süreç, onarılan plastiği hasar görmeden öncekinden daha da güçlü hale getiriyor ve gelecekte, tekniğin daha da geliştirilmesi ve ticarileştirilmesinin kimyasal atıkların azaltılması konusunda yardımcı olacağı umut ediliyor.
Bunun nedeni, kırılan plastik parçaların atılmasına, hatta geri dönüştürülmesine gerek olmaması ve diğer birçok malzemeyi içeren bir bileşene gömülü kalsa bile basitçe onarılabilmesidir.
Ekibin araştırmasının sonuçları ise Angewandte Chemie International Edition Dergisi’nde yayınlandı.
Plastik Atıkların Azaltılması
Doktor Corrigan, “bu teknolojiyi polimer malzeme kullandığınız birçok yerde kullanabilirsiniz. Böylece, bir bileşen arızalanırsa, malzemeyi atmak zorunda kalmadan onarabilirsiniz. Açık bir çevresel fayda var, çünkü her kırıldığında yepyeni bir malzemeyi yeniden sentezlemek zorunda kalmıyorsunuz. Plastik atıkları azaltacak olan bu malzemelerin ömrünü uzatıyoruz” dedi.
UNSW ekibinin kullandığı toz katkı maddesi, orijinal olarak CSIRO tarafından geliştirilen, tersine çevrilebilir bir ekleme-parçalanma zincir transferi (RAFT) maddesi olarak bilinen bir tritiyokarbonattır. RAFT ajanı, malzemeyi oluşturan nanoskopik eleman ağının yeniden düzenlenmesini ve kırılan parçaların kaynaşmasını sağlar.
Bu, UV LED ışıkları doğrudan kırılan plastiğe yansıtıldığında yaklaşık 30 dakika içinde gerçekleşir ve yaklaşık bir saat sonra tam iyileşme gerçekleşir.
3D baskılı bir keman da dahil olmak üzere deneyler, kendi kendini onaran plastiğin gücünün orijinal kırılmamış durumuna kıyasla tamamen geri kazanıldığını gösteriyor.
Ekip, kırık 3D basılı malzemeleri onarmanın mevcut yollarına kıyasla sistemlerinin basitleştirilmesi ve hızı göz önüne alındığında, sürecin ticarileştirilmesinin mümkün olduğunu söyledi.
Doktor Corrigan, “bunu yapan başka işlemler var, ancak malzemeyi onarmak için termal kimyaya güveniyorlar. Tipik olarak aynı türde bir sonucu elde etmek için yaklaşık 24 saat ve birden fazla ısıtma döngüsü gerekiyor. Bunun bir başka kısıtlaması da, yüksek sıcaklığa ısıtılmış bir fırına ihtiyaç duymanız ve plastik malzemeyi yerinde tamir edememenizdir – önce onu bileşenden sökmeniz gerekir, bu da bir karmaşıklık ve gecikme düzeyi ekler” dedi.
“Sistemimiz ile kırık plastiği yerinde bırakabilir ve tüm bileşene ışık tutabilirsiniz. Sadece malzemenin yüzeyindeki katkı maddeleri etkilenir, bu nedenle hem daha kolay hem de tüm süreci hızlandırır.”
Profesör Boyer, bu yeni teknolojinin, potansiyel olarak ileri teknoloji ürünü özel bileşenlerde, gelişmiş 3D baskılı malzemelerin kullanıldığı bir dizi uygulamada kullanılabileceğini söylüyor. Bunlara giyilebilir elektronikler, sensörler ve hatta bazı ayakkabı imalatı dahildir.
Kaynak: phys.org
