Dwie technologie, o których ostatnimi czasy jest bardzo głośno, mogą razem zrewolucjonizować rynek. Druk 3D i grafen są sobie coraz bliższe.
Grafen to superwytrzymały, elastyczny i superlekki materiał, który z powodzeniem mógłby wywrócić rynek technologiczny do góry nogami. Mógłby, ale jego produkcja jest niezwykle ciężka i czasochłonna. Grafen jest na celowniku naukowców ze względu na to, że może z dużą efektywnością przewodzić zarówno ładunki elektryczne jak i ciepło, co czyni z niego idealnego kandydata do tworzenia baterii, tranzystorów czy paneli fotowoltaicznych. A to tylko niektóre z jego potencjalnych zastosowań.
Gdyby sparować grafen z drukarkami 3D, otrzymalibyśmy narzędzie przełomowe, zdolne totalnie zrewolucjonizować całą branżę technologiczną. Pierwsze udane próby zanotowali już naukowcy z Korei, ale byli oni zdolni do wydrukowania jedynie prostych ścieżek grafenowych.
Kolejny znaczący krok zrobili badacze z Imperial College London na Uniwersytecie Warwick. Stworzyli oni urządzenie, które potrafi drukować trójwymiarowe obiekty grafenowe.
Wykorzystujemy dwuwymiarowy materiał jako budulec do tworzenia makroskopowych struktur trójwymiarowych, technikę znaną jako direct ink writting lub Robocasting – mówi Dr Esther García-Tuñon przewodnicząca pracami nad drukarką.
Celem nadrzędnym zespołu było stworzenie urządzenia, które będzie w stanie drukować czysto grafenową strukturę, a nie kompozytową, wykorzystując niewielką domieszkę tuszu bazującego na wodzie. Niestety grafen jest silnie hydrofobiczny, dlatego po dłuższych pracach okazało się, że stworzenie takiego tuszu jest obecnie niemożliwe. Z tego powodu do drukowania wykorzystuje się tlenek grafenu, chemicznie zmodyfikowany związek grafenu, który można łączyć z wodą.
Taki tusz grafenowy składa się z płatków tlenku grafenu oraz zdedukowanego tlenku grafenu z małą domieszką elastycznego polimeru. Ten inteligentny polimer może zmieniać swój kształt oraz zachowanie m.in. w zależności od temperatury, co czyni go idealnym składnikiem dla tuszu do drukarek 3D.
Nasz tusz pozwala drukować cienkie, 100-mikrometrowe struktury i z powodzeniem być wykorzystywany również w innych dziedzinach przemysłu: do wytłaczania czy produkcji żelów oraz odlewania taśm – zauważa Dr García-Tuñon.
Chociaż wynalazek może okazać się przełomowy, członkowie ekipy odpowiedzialni za jego stworzenie proszą o wstrzymanie się ze zbyt wczesnym zachwytem, gdyż grafenowy tusz jest dopiero w fazie pierwszych testów.
Naukowcy prowadzą rozmowy z firmą Imperial Innovation i szukają sposobu na wdrożenie grafentowych drukarek do komercjalnego użytku. Niewykluczone, że za kilka lat powszechnie będziemy wykorzystywali tlenek grafenu do drukowania m.in. czułych na bodźce syntetycznych skór dla robotów czy membran do czyszczenia plam ropy naftowej.
