ساخت نازک‌ترین الیاف جهان با پرینت سه‌بعدی
محبوبه ستارزاده
گروه علم و فناوری
هزاران سال است که هنرمندان، معماران و دانشمندان برای خلق محصولات خود از طبیعت الهام می‌گیرند و حالا در تازه‌ترین مورد، مهندسان موفق به تولید الیاف بسیار ظریف با الهام از ابریشم عنکبوت و مخاط چسبناک و لزج مارماهی دهان‌گرد (hagfish) شده‌اند.
در این روش، تیمی از محققان بین‌المللی از روش پرینت سه‌بعدی جدید برای ایجاد ریزفیبرهایی با ضخامت 1.5 میکرون استفاده کرده‌اند. در واقع این محققان با عبور از محدودیت‌های چاپ سه‌بعدی، به چاپ مواد نرم و بسیار نازک پرداخته‌اند. در طبیعت، نمونه‌های زیادی از ساختارهای رشته‌ای وجود دارد که قطر آنها تنها چند میکرون است و دانشمندان به دنبال تولید محصولات با چنین نانوفیبرهایی بوده‌اند.
تکنیک این تیم که از آن به نام پرینت جاسازی شده (embedded printing)
یاد می‌شود، شامل قرار دادن جوهر در یک مدل ژل است. برخلاف پرینت سه‌بعدی معمولی که یک محصول را لایه به لایه و از پایین به بالا می‌سازد، پرینت سه‌بعدی جاسازی شده از شکل مواد پشتیبانی می‌کند، بنابراین تولید ساختارهای پیچیده‌تر امکان‌پذیر می‌شود. با این حال، حتی با این تکنیک، ساختارهای مومانند نازک‌تر از 16 میکرون معمولاً قبل از اینکه بتوانند سفت شوند، می‌شکنند. برای حل این مشکل، ژل و جوهر چاپ توسط محققان اصلاح شدند تا به محض اینکه جوهر در ژل رسوب کرد، به‌سرعت به حالت جامد درآید که این امر، خود از جدا شدن رشته و شکستن احتمالی آن، جلوگیری می‌کند. در واقع دانشمندان موفق شدند الیافی با ضخامت فقط 1.5 میکرون را با چاپ سه‌بعدی فناورانه کنند. برای اینکه از میزان نازکی این الیاف درک بهتری داشته باشید، بهتر است بدانید که کاغذ معمولاً بین 50 تا 200 میکرون ضخامت دارد.
Wonsik Eom، مهندس دانشگاه Dankook که در این مطالعه شرکت کرده است، گفت: «دستیابی به این دستاورد به این معنی است که ما اکنون پایه فناوری برای تقلید از میکروالیاف و ساختارهای مومانند موجود در طبیعت را داریم که عملکردهای قابل توجهی نشان می‌دهند. بنابراین می‌توانیم طیف بسیار گسترده‌تری از ساختارهای طبیعی را نسبت به آنچه در ابتدا انتظار داشتیم، تولید کنیم. این یافته‌ها همچنین به ما یادآوری می‌کند که هنوز هم مادر طبیعت، بزرگ‌ترین مهندس است.»
