Blog

Jan 31, 2024

El método de impresión 3D mejora el descubrimiento y la fabricación de materiales

Isabel Montalbano | 07 de junio de 2023 Un nuevo método de impresión 3D puede ayudar

Isabel Montalbano | 07 de junio de 2023

Un nuevo método de impresión 3D puede ayudar a acortar considerablemente el tiempo que lleva descubrir y fabricar una nueva y amplia gama de materiales para diversos usos científicos y de otro tipo, dijeron los investigadores. Investigadores de la Universidad de Notre Dame han identificado un método llamado impresión combinatoria de alto rendimiento (HTCP, por sus siglas en inglés) para controlar las arquitecturas y las composiciones locales de las arquitecturas 3D de los materiales impresos, identificando y produciendo materiales con composiciones degradadas y propiedades a una resolución espacial de microescala, dijeron. .

El proceso mezcla múltiples tintas de nanomateriales en aerosol en una sola boquilla de impresión de tal manera que puede variar la proporción de mezcla de tinta sobre la marcha durante el proceso de impresión, dijeron los investigadores. Esto puede reducir significativamente el tiempo que lleva descubrir y fabricar un nuevo material que, de acuerdo con el proceso típico de prueba y error por el que pasan los científicos, puede llevar de 10 a 20 años, dijo Yanliang Zhang, profesor asociado de ingeniería aeroespacial y mecánica. en Notre Dame, quien dirigió la investigación.

"Pensé que si pudiéramos acortar ese tiempo a menos de un año, o incluso a unos pocos meses, sería un cambio de juego para el descubrimiento y la fabricación de nuevos materiales", dijo Zhang, quien dirige el Laboratorio de Energía y Fabricación Avanzada en Notre. Dama.

El HTCP basado en aerosol es lo suficientemente versátil como para aplicar una amplia gama de materiales, incluidos metales, semiconductores y dieléctricos, polímeros e incluso biomateriales. La técnica genera materiales combinacionales que funcionan como "bibliotecas", cada una de las cuales contiene miles de composiciones únicas, dijeron los investigadores.

De hecho, el equipo de Zhang ya ha utilizado el enfoque para identificar un material semiconductor con propiedades termoeléctricas superiores, dijeron. El material podría usarse potencialmente en futuras aplicaciones de enfriamiento y recolección de energía, dijeron.

Además de acelerar el descubrimiento, HTCP produce materiales clasificados funcionalmente que pasan gradualmente de rígidos a blandos. Este tipo de material puede ser particularmente útil para su aplicación en soluciones biomédicas que necesitan cerrar la brecha entre los tejidos blandos del cuerpo y los dispositivos portátiles e implantables rígidos, dijeron los investigadores.

El equipo publicó un artículo sobre su trabajo en la revista Nature. Zhang y sus estudiantes planean continuar su investigación aplicando el aprendizaje automático y la inteligencia artificial (IA) al proceso para acelerar aún más su proceso de descubrimiento y entrega, dijo.

"En el futuro, espero desarrollar un proceso autónomo y autónomo para el descubrimiento de materiales y la fabricación de dispositivos, para que los estudiantes en el laboratorio puedan concentrarse en el pensamiento de alto nivel", dijo Zhang.

Más información sobre formatos de texto