Нов материал за 3D принтиране може да се използва за разработване на биоразградими сензори

Току-що беше представен нов сензорен материал за 3D-принтиране със свойства като промяна на цвета, електропроводимост и биоразградимост.

Тази иновация е дело на изследователи от лабораторията за целулоза и дървесни материали на Empa в Дюбендорф.

„Устойчивите материали, които могат да бъдат отпечатани на 3D принтер, представляват голям интерес, особено за приложения в биоразградимата електроника и интернет на нещата.“

казва Густав Нистрьом, ръководител на лабораторията

Ключовата характеристика на този сензор е способността му да променя цветовете си, за да предупреди, ако нещо е твърде горещо или е подложено на твърде голям стрес.

Постигане на способност за промяна на цветовете

Този сензор се състои от хидроксипропилцелулоза (HPC) – често срещана помощна съставка в лекарствата, козметиката и хранителните продукти.

HPC е комбиниран с вода, въглеродни нанотръбички и целулозни нановлакна, за да се създаде този биоразградим материал.

Първоначално HPC е смесен с вода, за да се получат течни кристали. Тези кристали имат забележително свойство: В зависимост от структурата си, която зависи от концентрацията на HPC, те преливат в различни цветове, въпреки, че самите те нямат цвят или пигмент. Това явление се нарича структурно оцветяване, се обяснява в официалното съобщение.

Този принцип се среща естествено в пауновите пера, крилата на пеперудите и кожата на хамелеона.

Освен това способността на този материал на основата на целулоза да променя цвета си е получена чрез въвеждане на малко количество въглеродни нанотръбички в комбинация от HPC и вода. Това увеличило електропроводимостта му. В резултат на това, когато към материала се подаде напрежение, температурата му се повишава и кристалите променят цвета си.

Въпреки това, екипът трябва да се справи с няколко параметъра за промяна на цвета, преди този материал да стане масово разпространен.

Приложение на този сензорен материал

Екипът твърди, че този сензорен материал може да бъде отпечатан и на 3D принтер. Тази биоразградима смес е комбинирана с целулозни нановлакна, за да бъде ефективна за 3D принтиране. Тази модификация позволява материалът да бъде 3D-отпечатан, без да се променя неговият структурен цвят или проводимост.

Според официалното съобщение, те са използвали тази нова целулозна смес за 3D принтиране на различни детайли, включително „сензор за деформация, който променя цвета си в отговор на механична деформация“.

„Нашата лаборатория вече е разработила различни електронни компоненти за еднократна употреба на базата на целулоза, като батерии и сензори. За първи път обаче успяхме да разработим дисплей на основата на целулоза.“

казва Ксавие Аеби, един от разработчиците

Мастилото на основата на целулоза може да се използва за производство на сензори за наблюдение на качеството на храните и биомедицинска диагностика в бъдеще. Новоразработеното може да се използва и за създаване на електронни дисплеи един ден.