Kolnanorör har skapat rubriker i vetenskapliga tidskrifter under lång tid, liksom 3D-utskrift. Men när båda kombineras med rätt polymer, i detta fall en termoplast, något speciellt inträffar:den elektriska ledningsförmågan ökar och gör det möjligt att övervaka vätskor i realtid. Detta är en stor framgång för Polytechnique Montréal.

Artikeln "3D Printing of Highly Conductive Nanocomposites for the Functional Optimization of Liquid Sensors" publicerades i tidskriften Små . Känd inom området mikro- och nanoteknik, Små placerade den här artikeln på baksidan, ett säkert tecken på relevansen av den forskning som utförs av maskiningenjören professor Daniel Therriault och hans team. Rent praktiskt, resultatet av denna forskning ser ut som ett tyg; men så snart en vätska kommer i kontakt med den, nämnda tyg kan identifiera dess natur. I detta fall, det är etanol, men det kan ha varit en annan vätska. En sådan process skulle vara en stor fördel för tung industri, som använder otaliga giftiga vätskor.

Ett enkelt men effektivt recept

Även om det är bedrägligt enkelt, receptet är så effektivt att professor Therriault skyddade det med ett patent. Faktiskt, ett amerikanskt företag tittar redan på att kommersialisera detta material som kan skrivas ut i 3D, som är mycket ledande och har olika potentiella tillämpningar.

Det första steget:ta en termoplast och, med ett lösningsmedel, omvandla det till en lösning så att det blir en vätska. Andra steget:som ett resultat av porösheten hos denna termoplastiska lösning, kolnanorör kan införlivas i det som aldrig förr, ungefär som att tillsätta socker i en kakmix. Resultatet:en sorts svart bläck som är ganska trögflytande och vars mycket höga ledningsförmåga ungefär motsvarar den hos vissa metaller. Tredje steget:detta svarta bläck, som i själva verket är en nanokomposit, kan nu gå vidare till 3D-utskrift. Så fort det kommer ut ur tryckmunstycket, lösningsmedlet avdunstar och bläcket stelnar. Det har formen av filament något större än ett hårstrå. Tillverkningsarbetet kan sedan börja.

Fördelarna med denna teknik

Forskningen som utförs vid Polytechnique Montréal ligger i spetsen när det gäller användningar för 3D-skrivare. Eran av amatörmässig prototypframställning, som att skriva ut små plastföremål, tillhör det förflutna. Dessa dagar, alla tillverkningsindustrier, oavsett om flyg, flyg, robotik eller medicin, etc., har siktet inställt på denna teknik.

Det finns flera anledningar till detta. För det första, delars lätthet eftersom plast ersätter metall. Sedan är det precisionen i det arbete som utförs på mikroskopisk nivå, som fallet är här. Slutligen, med nanokompositfilamenten användbara vid rumstemperatur, konduktiviteter kan erhållas som är ungefärliga för vissa metaller. Ännu bättre, eftersom filamentens geometri kan varieras, mått kan kalibreras som gör det möjligt att avläsa de olika elektriska signaturerna av vätskor som ska övervakas.

Ett aktuellt exempel:pipelines

Vid anslutningspunkterna för rör som bildar rörledningar, det finns flänsar. Tanken skulle vara att fabrikstillverka rören med flänsar belagda med 3D-utskrift. Beläggningen skulle vara en nanokomposit vars elektriska signatur är kalibrerad efter vätskan som transporteras - olja, till exempel. Om det finns en läcka och vätskan vidrör de tryckta sensorerna baserat på konceptet som utvecklats av professor Therriault och hans team, en varning skulle ljuda på rekordtid, och på ett mycket målinriktat sätt. Det är en enorm fördel, både för befolkningen och miljön; vid läckage, ju snabbare reaktionstiden, desto mindre skador.