Úc phát triển công nghệ nhựa in 3D có thể tự “vá lành” bằng ánh sáng đèn LED

Một nhóm các nhà khoa học đến từ đại học New South Wales (UNSW), Úc, đã phát hiện một cách thức giúp nhựa in 3D có thể tự “vá lành” một cách nhanh chóng đồng thời tiết kiệm chi phí.

Nhóm nghiên cứu nhận thấy rằng việc thêm một loại bột đặc biệt vào nhựa lỏng trong quá trình in 3D có thể giúp “vá lành” vật liệu này nếu chúng bị vỡ. Quy trình đó có thể được thực hiện ở nhiệt độ phòng và chỉ cần diễn ra dưới ánh sáng đèn LED, kích hoạt phản ứng hóa học và sự hợp nhất của các mảnh vỡ.

Chất phụ gia dạng bột được sử dụng trong phương pháp này là chất trithiocarbonate được phát triển bởi Tổ chức Nghiên cứu Khoa học và Công nghiệp Úc (CSIRO). Trithiocarbonate có nguồn gốc từ phản ứng của hydrosunfide với carbon disulfide. Trithiocarbonate giúp sắp xếp lại mạng lưới các phân tử tạo nên vật liệu in và hợp nhất các mảnh vỡ. Quy trình này xảy ra trong vòng khoảng 30 phút khi đèn LED UV chiếu trực tiếp vào phần nhựa bị vỡ. Quá trình “vá lành” nhựa sẽ diễn ra trong khoảng 1 giờ đồng hồ. Các thử nghiệm, trong đó thử nghiệm trên đàn violin in 3D, cho thấy nhựa sau khi “vá lành” rất chắc chắn.

Hiện có nhiều quy trình khác cũng đem lại kết quả tương tự. Nhưng các quy trình đó thường dựa vào hóa học nhiệt để sửa chữa vật liệu, phải tháo rời các vật dụng và đưa các phần bị vỡ vào một loạt các chu kỳ đa nhiệt.

Tiến sĩ Nathaniel Corrigan, người phát ngôn của nhóm nghiên cứu, cho hay: “Các quy trình khác thường dựa vào hóa học nhiệt để sửa chữa vật liệu, thường cần khoảng 24 giờ đồng hồ và nhiều chu kỳ đa nhiệt để đạt được cùng một kết quả. Một hạn chế khác là cần có lò nung được làm nóng ở nhiệt độ cao và không thể sửa chữa vật liệu nhựa tại chỗ. Các nhân viên trước tiên phải tháo rời nó khỏi vật dụng, điều này làm tăng thêm sự phức tạp và chậm trễ”.

Nhưng với hệ thống mới, chỉ cần để nguyên phần nhựa vỡ tại chỗ và chiếu ánh sáng lên toàn bộ vật liệu. Khi đó, chỉ các chất phụ gia ở bề mặt vật liệu bị tác động, quá trình sửa chữa sẽ dễ dàng và nhanh chóng hơn.

Dù in 3D hoặc sản xuất chất phụ gia có ít tác động đến môi trường hơn, nhưng nó vẫn chưa phù hợp với tiêu chuẩn nghiêm ngặt về thân thiện với môi trường. Tuy nhiên, theo tiến sĩ Corrigan, công nghệ hiện tại có thể “vá lành” dễ dàng và nhanh chóng, đồng thời tiết kiệm thời gian và chi phí. Trong nhiều trường hợp, các phần bị vỡ cũng có thể được tận dụng thay vì bị bỏ đi.

“Lợi ích môi trường rất rõ ràng bởi bạn không cần tổng hợp lại một vật liệu hoàn toàn mới mỗi lần nó bị vỡ. Chúng tôi đang tăng tuổi thọ của những vật liệu này, giúp giảm rác thải nhựa. Bạn có thể ứng dụng công nghệ trên ở nhiều nơi, chẳng hạn như tại những nơi sử dụng vật liệu polyme”, tiến sĩ Corrigan cho biết.

Theo Daily Mail,

Thư Di

Xem thêm: