3-D printmetoder muliggør fremstillede nanofilm med flere akser til justering

Forskere ved Institute of Scientific and Industrial Research ved Osaka University introducerede en ny flydende fasefremstillingsmetode til fremstilling af nanocellulosefilm med flere justeringsakser. Brug af 3D-udskrivningsmetoder til øget kontrol, dette arbejde kan føre til billigere og mere miljøvenlige optiske og termiske enheder.

Lige siden han optrådte i det originale "Star Trek" tv-program i 1960'erne, spillet tredimensionelt skak er blevet brugt som en metafor for sofistikeret tænkning. Nu, forskere ved Osaka University har udviklet deres egen version med potentielle applikationer inden for avanceret optik og billige smartphone -skærme.

Mange eksisterende optiske enheder, herunder flydende krystaldisplays (LCD) fundet i ældre fladskærms-tv, stole på lange nåleformede molekyler justeret i samme retning. Imidlertid, Det er meget vanskeligere at få fibre til at opstille i flere retninger på den samme enhed. At have en metode, der pålideligt og billigt kan producere optiske fibre, ville fremskynde fremstillingen af ​​billige skærme eller endda "papirelektronik" - computere, der kunne udskrives fra biologisk nedbrydelige materialer efter behov.

Cellulose, den primære bestanddel af bomuld og træ, er en rigelig vedvarende ressource lavet af lange molekyler. Nanocelluloser er nanofibre lavet af enakset justerede cellulosemolekylære kæder, der har forskellige optiske og varmeledningsegenskaber langs den ene retning sammenlignet med den anden.

I nyligt offentliggjort forskning fra Institute of Scientific and Industrial Research ved Osaka University, nanocellulose blev høstet af havananas, en slags havsprøjt. Forskerne brugte derefter flydende fase 3-D-pattering, som kombinerede vådspinding af nanofibre med præcisionen fra 3-D-print. En specialfremstillet triaksial robot dispenserede en vandig nanocellulosesuspension i et acetonekoagulationsbad.

"Vi udviklede denne flydende fase tredimensionelle mønsterteknik for at muliggøre justering af nanocellulose langs enhver foretrukken akse, " siger førsteforfatter Kojiro Uetani. Retningen af ​​mønstrene kunne programmeres, så de dannede et vekslende skakbrætmønster af lodret- og vandret-justerede fibre.

For at demonstrere metoden, en film blev klemt mellem to ortogonale polariserende film. Under de rette visningsforhold, et dobbeltbrydende skakternet mønster fremkom. De målte også egenskaberne for termisk overførsel og optisk retardering.

"Vores resultater kan hjælpe med udviklingen af ​​næste generation af optiske materialer og papirelektronik, " siger seniorforfatter Masaya Nogi. "Dette kunne være starten på bottom-up-teknikker til at bygge sofistikerede og energieffektive optiske og termiske materialer."