Foschung: Neues 3D-Druck-Verfahren ermöglicht Materialstruktur auf Nanoebene zu erstellen

Forscher der Washington State University (WSU) haben eine 3D-Herstellungsmethode zum Patent angemeldet, mit der sie die Architektur eines Materials, dessen Größe im Nanobereich angesiedelt ist, genau bestimmen und bei der Produktion überwachen können.

Anzeige

Washington State University (WSU) Logo.Mit dem neuartigen Verfahren ist es möglich, komplexe natürliche Materialien wie beispielsweise Holz und Knochen, zu imitieren. Die so erzeugten Mikrostrukturen könnten beispielsweise in Batterien, Katalysatoren, Superkondensatoren, biologischen Gerüsten und auch in anderen leichten Materialien eingesetzt werden.

Das Forscherteam der WSU veröffentlichte seine Arbeit unter dem Titel „Three-dimensional microarchtected materials and devices using nanoparticle assembly by pointwise spatial printing“ im Science Advances Journal. Geleitet wurde das Forscherteam um Mohammad Sadeq Saleh und Chunshan Hu vom Associate Professor Rahul Panat. Letzterer äußerte, dass die neue Methode „einen bahnbrechenden Fortschritt in der 3D-Architektur von Materialien bei Nano- und Mikroskalen“ darstelle. „Diese Technik kann viele kritische Lücken für die Realisierung dieser Technologien ausfüllen“, so Panat weiter.

Verschiedene Strukturen.
Verschiedene 3-gedruckte Strukturen in Nanogröße. (Bild: © Science Advances)

Funktionsweise des Verfahrens

Bei diesem neuen 3D-Druckverfahren werden Mikrotröpfchen, die Silber-Nanopartikel enthalten und Nebel ähneln, hergestellt und dann an bestimmten Stellen abgesetzt. Die Nanopartikel bleiben bestehen, während die Flüssigkeit verdampft. Dadurch lassen sich poröse, starke und zugleich sehr zarte Strukturen erschaffen. Diese winzigen Strukturen weisen eine große Fläche auf und sollen einem Objekt ähneln, dass man mit Tinkertoys herstellen könnte. Anstelle von Silber kann nach Angaben Panats auch jedes andere Material verwendet werden, das sich in Nanopartikel zerkleinern lässt.

Entwicklungsschritte.
Schematische Darstellung der Entwicklung von Nanomaterialien. (Bild: © Science Advances)

In der Zusammenfassung der Forschungsarbeit heißt es unter anderem, dass „dreidimensionale hierarchische Materialien für eine breite Palette an aufkommenden technologischen Anwendungen wichtig seien.“ Dazu gehören beispielsweise die Synthese komplexer 3D-Mikrostrukturen, beispielsweise Mikrogitter, die einen Mindestdurchmesser von ungefähr 20 µg aufweisen und mit Traversen verbunden sind. Bei einer Änderung der Nachverarbeitungsbedingungen habe man nun auch eine zusätzliche Kontrolle über die innere Porosität der Traversenelemente eingeführt. Die Methode selbst nutzt das Direktdrucken von Nanopartikeldispersionen unter Einsatz der Aerosol Jet-Technologie im 3D-Raum, ohne dass Templat- oder Stützmaterialien zum Einsatz kommen.

Verschiedene Materialien.
Die in Nanogröße hergestellten Materialien sind sehr flexibel einsetzbar. (Bild: © Science Advances)

Zugleich wurden für den Zusammenbau auch dehnbare Zwischenverbindungen, Spiralen und Säulen hergestellt. Das Zusammenbau-Verfahren könnte auch zur schnellen und Herstellung von hierarchischen Materialen im großtechnischen Umfang, eingesetzt werden beispielsweise bei der Gewebeherstellung, bei der Produktion ultraleichter und multifunktioneller Materialien, in der Mikrofluidik und in der Mikrooptoelektronik.

Den Forschern gelang es zudem, eine „3D-Mikroskala-Montagemethode für Nanopartikel“ zu entwickeln, um so auch selbstgestützte komplexe Architekturen bilden zu können, die Belastungen standhält. Weitere Vorteile der neuen Fertigungsmethode sind im geringen Abfall, der möglichen großtechnischen Fertigung und in der Effizienz des 3D-Drucks zu sehen. Zugleich möchte das Forscherteam in Zukunft nanoskalige und poröse Metallkonstruktionen für industrielle Zwecke entwickeln. Derzeit arbeiten sie an detaillierten, porösen Katoden und Anoden für Batterien, und möchten so dafür sorgen, dass die Batteriekapazität deutlich erhöht wird.

Mehr News:

Anzeige

3D-Drucker und 3D-Scanner schon ab 80,00 €:

Gutscheine und TOP-Angebote der 46. Kalenderwoche 2018

Diese Tabelle ist scrollbar (Pfeiltasten oder Touch verwenden) ►

GerätTypAktionspreisGutschein-Code oder Flash Sale (dann kein Code notwendig)Zum ShopLagerDetailsGültig bisRabattierte Stückzahl
Creality3D - Ender 33D-Drucker140,96 €

GENDER3

kaufenChina- Unschlagbarer Preis
Testbericht
20.11.2018349
JGAURORA A53D-Drucker255,49 €Flash
Sale
kaufenEU- SCHNELLER VERSAND AUS EU!22.11.201836
Creality3D CR - 10S
* Upgrade Version
3D-Drucker308,35 €Flash
Sale
kaufenEUTestbericht15.11.201845
Anet A83D-Drucker114,53 €

DE1001A8

kaufenChina- TOPSELLER 201715.11.201853
Tronxy X13D-Drucker88,10 €Flash
Sale
kaufenEUTestbericht15.11.201884
Creality3D CR-X3D-Drucker616,7 €Flash
Sale
kaufenChina- Rabattierter Preis wird erst im Warenkorb angezeigt
- TOPSELLER 2018
30.11.2018200
Tronxy X5S3D-Drucker225,18 €Flash
Sale
kaufenEU- Rabattierter Preis wird erst im Warenkorb angezeigt
- SCHNELLER VERSAND AUS EU!
Testbericht
22.11.201831
Alfawise U203D-Drucker229,06 €Flash
Sale
kaufenEU- SCHNELLER VERSAND AUS EU!
Testbericht
14.11.2018295
JGAURORA A5X3D-Drucker299,54 €Flash
Sale
kaufenEU22.11.201848
Tronxy X5S - 400
* 400 x 400 x 400 mm
3D-Drucker304,83 €

DE12X5S400

kaufenChina15.11.2018500
Creality3D CR - 10
* 300 x 300 x 400 mm
3D-Drucker308,35 €

DE24CR10

kaufenChina- gilt nur für DE,AT,CH
- extrem günstiger Preis
- sehr geringe Stückzahl!
30.11.201819
Creality3D - Ender 3 PRO3D-Drucker229,06 €

GBEnder3pro

kaufenChina- NEU
- Hohe Nachfrage/ Interesse
30.11.201890
Creality3D CR203D-Drucker334,78 €

72HCR20

kaufenChina30.11.201848
Geeetech A10M
* Multi-Color-3D-Drucker
3D-Drucker202,63 €Flash
Sale
kaufenChina15.11.2018194
SparkMaker SLA UV3D-Drucker185,01 €

GBSparkMaker

kaufenChina- sehr günstiger Desktop SLA-3D-Drucker
- nur bei Gearbest
30.11.2018300
Geeetech A303D-Drucker325,97 €

GBA30

kaufenChinaTestbericht15.11.201897
Tevo Flash Standard
98% zusammengebaut
3D-Drucker251,97 €

GBFlash

kaufenChina30.11.2018100
Creality3D CR - 10S3D-Drucker361,21 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufenChinaTestbericht
Alfawise U203D-Drucker237,87 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufenChinaTestbericht
JGAURORA A53D-Drucker254,91 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufenChinaTestbericht
Creality3D CR - 10
* 300 x 300 x 400 mm
3D-Drucker345,99 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufenEUTestbericht
- SCHNELLER VERSAND AUS EU!
JGAURORA A5X3D-Drucker307,99 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufenChina
Anet A63D-Drucker144,38 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufenEU- Rabattierter Preis wird erst im Warenkorb angezeigt
- TOPSELLER 2016
Testbericht
- SCHNELLER VERSAND AUS EU!
Anycubic Kossel3D-Drucker138,08 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufenChina
Anycubic I3 MEGA3D-Drucker284,45 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufenEU- Rabattierter Preis wird erst im Warenkorb angezeigt
- schneller Versand aus der EU
- TOPSELLER 2018
Anet A83D-Drucker112,44 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufenEU- SCHNELLER VERSAND AUS EU!
Ciclop 3D-Scanner3D-Scanner82,55 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufenChina- beliebt
Alfawise X6A3D-Drucker247,95 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufenChina
Creality3D - Ender 23D-Drucker156,68 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufenChina
Geeetech E1803D-Drucker205,43 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufenChina
TEVO Tarantula3D-Drucker166,07 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufenChinaTestbericht
Tronxy X5S3D-Drucker261,14 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufenChinaTestbericht
Anet A63D-Drucker156,68 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufenChina
TEVO Tornado3D-Drucker297,83 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufenEU- SCHNELLER VERSAND AUS EU!
Anet E12
300 x 300 x 400 mm
3D-Drucker249,39 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufenChinaTestbericht
Geeetech A103D-Drucker171,99 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufenChina
ZONESTAR Z8XM2
Dual-Extruder
3D-Drucker326,15 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufenChina
Anet E103D-Drucker237,35 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufenChina
Alfawise U10
400 x 400 x 500 mm
3D-Drucker394,19 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufenChina- Potenzial auf Topseller 2018
- großer Bauraum
Creality3D - Ender 33D-Drucker158,21 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufenChinaTestbericht
TEVO Michelangelo3D-Drucker170,51 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufen
FLSUN FL - K Base3D-Drucker144,44 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufenChina
Creality3D CR - 10mini3D-Drucker285,83 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufenChina
Anet E103D-Drucker226,19 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufenEU- SCHNELLER VERSAND AUS EU!
Tronxy X13D-Drucker121,75 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufenChinaTestbericht
Anycubic I3 MEGA3D-Drucker294,09 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufenChina
Anycubic I33D-Drucker321,74 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufen
Anet A43D-Drucker141,65 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufen
Anet E123D-Drucker257,03 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufenTestbericht
Anet E23D-Drucker170,74 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufen
Tronxy X3S3D-Drucker320,77 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufen

Tronxy X5
* Aluminium-Rahmen
3D-Drucker281,89 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufen
Tronxy X8
* 220 x 220 x 200 mm
3D-Drucker121,65 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufen
Tevo Tarantula
* Updated version
3D-Drucker171,65 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufen
Tevo Tarantula
* Aluminiumrahmen
3D-Drucker179,66 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufenChina
TEVO Tornado3D-Drucker318,39 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufenChina
TEVO Little Monster
* Delta-3D-Drucker
Delta-3D-Drucker726,84 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufenChina
Ender3D-Drucker140,94 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufen
JGAURORA A3S3D-Drucker215,57 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufenTestbericht
FLSUN S Complete3D-Drucker414,56 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufen
FLSUN i3 Plus
* Dual-Extruder
3D-Drucker240,44 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufen
FLSUN FL Q Cricket
* Delta-3D-Drucker
3D-Drucker286,88 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufen
Easythreed E3D3D-Drucker108,32 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufen
Lavewatch LW - 10A3D-Drucker339,93 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufenChina- NEUER 3D-DRUCKER

Regelmäßige Aktualisierung! Zuletzt in der KW 46 2018. Gutschein-Code funktioniert nicht? Hier melden

► Über 300 3D-Drucker ab 123,00 Euro kaufen.

Newsletter – 3D-Drucker-News per E-Mail:

Zur Anmeldung und Anmeldeinformationen