Prečo všade vidíte tváre? Je to znak šialenstva alebo kreativity?
Tvár Ježiša na chlebe, žmurkajúca tvár v oblakoch, úsmev v šálke kávy. Ak ste si niekedy všimli niečo podobné, nie ste čudní – váš mozog jed
3D tlač bez odpadu? Táto živica sa dá použiť znova až desaťkrát
Milióny 3D výtlačkov končia v odpade, pretože živica sa po vytvrdení nedá použiť znova. Japonskí vedci to zmenili.
Každý rok sa vo svete vyhodí obrovské množstvo vytlačených živicových modelov, pretože materiál sa nedá po vytvrdení recyklovať. Vedci z Jokohamy však vyvinuli živicu, ktorú stačí zahriať a môže sa tlačiť odznova. Bez chemikálií a bez straty presnosti.
Trojrozmerná tlač priniesla revolúciu do oblasti výroby prototypov a medicínskych pomôcok. Jedna vec však zostávala vyriešená len čiastočne: udržateľnosť.
Väčšina živíc, ktoré sa používajú v stereolitografii vytvára po vytvrdení UV svetlom pevné, navzájom prepletené sieťové štruktúry, ktoré sa nedajú roztaviť ani rozpustiť. Keď model doslúži, skončí v odpadkovom koši.
„Fotopolymérne 3D modely sa nedajú recyklovať, takže existujú obavy z toho, aký veľký environmentálny dopad má likvidácia 3D výtlačkov,“ hovorí Shoji Maruo, profesor na Národnej jokohamskej univerzite.
Antracén s pamäťou
Vedecký tím pod vedením profesora Marua a Masaruho Mukaia sa rozhodol tento problém vyriešiť pomocou chemickej zlúčeniny nazývanej antracén. Antracén je zlúčenina, ktorej molekulárne väzby sa tvoria a rozkladajú, ak na ne pôsobí svetlo a teplo.
Vystavenie ultrafialovému svetlu spúšťa fotodimérizáciu, teda zosieťovanie živice do pevného stavu. Aplikácia tepla zasa túto reakciu zvráti a živica sa vráti do tekutého stavu, v ktorom je vhodná na opätovnú tlač.
Kľúčovou výhodou oproti predchádzajúcim pokusom o recyklovateľné živice je absencia chemických iniciátorov. Väčšina recyklovateľných živíc potrebuje na spustenie procesu tvrdnutia ďalšie chemikálie. Nová živica ich nepotrebuje. Vďaka tomu je materiál čistý a predchádza sa jeho rýchlemu opotrebovaniu.
Písmená, kocka, disk
Vedci svoju živicu otestovali jednoduchým, ale výrečným experimentom. Vytlačili jedno z troch písmen skratky „YNU“ (Yokohama National University). Potom ho zahriatím „rozpustili“ a vytlačili iné písmeno. Tento cyklus opakovali desaťkrát.
Vedci tiež vytlačili tvar kocky, zahriali ju na 150 °C po dobu 15 minút. Potom vytlačili z roztavenej kocky tvar disku.
Keď porovnali degradáciu materiálu počas opakovaného spracovania, ukázalo sa, že degradácia bola relatívne nízka aj v porovnaní s predchádzajúcimi štúdiami o recyklovateľných stereolitografických živiciach.
Mohlo by vás zaujímať
Kráska, ktorá zaznamená okamih – SONY Xperia XZ Premium
Prečo je to dôležité
Stereolitografia a dvojfotónová litografia sú techniky, ktoré sa používajú na výrobu mimoriadne detailných mikroskopických štruktúr – napríklad v medicínskom výskume, v mikrooptike alebo pri výrobe integrovaných obvodov.
Práve v týchto oblastiach je presnosť kľúčová – a práve tu bola recyklácia doteraz najväčšou výzvou.
„Zistili sme, že reakcia antracénu, ktorú možno svetlom spustiť a teplom zvrátiť, by mohla byť praktická metóda na vývoj skutočne opakovateľne použiteľnej živice. Tá by pritom fungovala bez chemických iniciátorov a zachovala by si výkon počas viacerých recyklačných cyklov pri súčasnej podpore vysokopresnej stereolitografie,“ uviedol Maruo.
Mohlo by vás zaujímať
Vodík: Budúcnosť áut?
Čo ešte chýba
Vedci uznávajú, že táto technológia má pred sebou ešte ďalší vývoj. Ďalším krokom je prispôsobiť živice pre väčšie 3D tlačiarne a zároveň zlepšovať dlhodobú stabilitu materiálu.
Testovanie prebiehalo na mikroštrukturálnej úrovni – škálovanie na väčšie formáty si vyžaduje ďalší výskum.
Napriek tomu vedci dokázali svoj princíp a udali cestu vpred. 3D tlač bez jednorazového odpadu prestáva byť utópiou – antracén jej otvoril dvere.
Text: Zázračná planéta
Foto: Shutterstock
1/1
