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 34. Kalenderwoche 2018

GerätTypAktionspreisGutschein-Code oder Flash Sale (dann kein Code notwendig)Zum ShopLagerDetailsGültig bisRabattierte Stückzahl
JGAURORA A53D-Drucker257,66 €Flash
Sale
kaufenChina31.08.2018100
Creality3D CR - 10S3D-Drucker356,90 €

GBCR10STY

kaufenChina31.08.2018200
JGAURORA A5X3D-Drucker322,08 €Flash
Sale
kaufenChina17.08.2018100
Creality3D CR - 10
* 300 x 300 x 400 mm
3D-Drucker322,08 €Flash
Sale
kaufenChina- gilt nur für DE,AT,CH
- extrem günstiger Preis
- sehr geringe Stückzahl!
26.08.2018200
SparkMaker SLA UV3D-Drucker226,32 €

GBSparkMaker

kaufenChina- sehr günstiger Desktop SLA-3D-Drucker
- nur bei Gearbest
31.08.2018100
Creality3D - Ender 33D-Drucker155,81 €Flash
Sale
kaufenChina24.08.2018185
Tronxy X5S3D-Drucker261,14 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufenChina31.08.2018100
Anycubic I3 MEGA3D-Drucker304,67 €Flash
Sale
kaufenChina21.08.201890
Alfawise U203D-Drucker242,19 €

GB-$20OFF

kaufenChina31.08.2018100
Anet A63D-Drucker156,68 €

GBAnetA6

kaufenChina31.08.2018100
Anet A83D-Drucker126,28 €Flash
Sale
kaufenChina31.08.2018200
Geeetech A303D-Drucker339,49 €

GBA30

kaufenChina31.08.2018100
Creality3D - Ender 23D-Drucker156,68 €

GBEnder2EU

kaufenChina31.08.2018100
Tronxy X5S - 4003D-Drucker339,49 €

GBX5S400

kaufenChina31.08.2018100
Geeetech E1803D-Drucker205,43 €Flash
Sale
kaufenChina19.08.2018100
Alfawise X6A3D-Drucker252,44 €Flash
Sale
kaufenChina20.08.2018300
Tevo Flash Standard
98% zusammengebaut
3D-Drucker248,95 €

GBFlash

kaufenChina31.08.2018100
Alfawise U203D-Drucker242,19 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufenEU
TEVO Tarantula3D-Drucker166,07 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufenChinaTestbericht
TEVO Tornado3D-Drucker297,83 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufenEU
Anet E12
300 x 300 x 400 mm
3D-Drucker249,39 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufenChina
Geeetech A103D-Drucker171,99 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufenChina
Anycubic Kossel3D-Drucker163,39 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufenChina
Ciclop 3D-Scanner3D-Scanner82,55 €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
Anet A63D-Drucker156,59 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufenEUTestbericht
- SCHNELLER VERSAND AUS EU!
Anet A83D-Drucker126,28 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufenEU
Creality3D CR - 103D-Drucker318,19 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufenEUTestbericht
- SCHNELLER VERSAND AUS EU!
Creality3D CR - 10S
* Upgrade Version
3D-Drucker400,19 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufenEUTestbericht
- ATKUELLER BESTSELLER!
TEVO Michelangelo3D-Drucker170,51 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufen
JGAURORA A53D-Drucker278,39 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufenEU
Tronxy X13D-Drucker118,31 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufenChinaTestbericht
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
Anycubic I3 MEGA3D-Drucker320,09 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufenEU
Anycubic I33D-Drucker321,74 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufen
Anet A43D-Drucker141,65 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufen
Anet A123D-Drucker257,03 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufen
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 X5S3D-Drucker259,49 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufenEU
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 am: 21.08.2018. Gutschein-Code funktioniert nicht? Hier melden

► Über 260 3D-Drucker ab 129,00 € kaufen

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

Zur Anmeldung und Anmeldeinformationen