یک تیم از مهندسان دانشگاه تافتس مجموعه ای از مواد پرینت سه بعدی شده با خواص ریزموج یا نوری منحصر به فرد را توسعه داده اند. در یک مورد، آنها از الگوی ترکیبی چشم یک حشره الهام گرفتند تا یک دستگاه نیمکره ای با توانایی جذب سیگنال های الکترومغناطیسی از هر جهت و با طول موج انتخابی ایجاد کنند. این تحقیق هفته گذشته در مجله  Microsystems & Nanoengineering، توسط Springer Nature  منتشر شد.

مواد معرفی شده توسط ویکتور ویسلاگو در سال ۱۹۶۸، مواد مصنوعی مهندسی هستند که می توانند برای نشان دادن خواص الکترومغناطیسی منحصر به فردی که گاهی اوقات در طبیعت یافت نمی شود طراحی شوند. مواد متالوژیکی توانایی های مواد متعارف را در دستگاه ها با استفاده از ویژگی های هندسی در الگوهای تکراری تنظیم شده در مقیاس کوچکتر از طول موج های انرژی شناسایی شده یا تحت تاثیر قرار گرفته، گسترش می دهند. پیشرفت های جدید در تکنولوژی پرینت سه بعدی امکان ایجاد بسیاری از اشکال و الگوهای مواد در مقیاس های کوچک را فراهم کرده است.

محققان آزمایشگاه نانو در دانشگاه تافتس روش ساخت هیبریدی با استفاده از پرینت سه بعدی، پوشش فلزی و حکاکی برای ساخت اشیا با هندسه های پیشرفته و ویژگی های جدید برای طول موج در محدوده مایکروویو را پیشنهاد دادند.

به عنوان مثال، آنها یک آرایه از ساختارهای کوچک به شکل قارچ ایجاد کردند، که هر کدام از آنها یک رزوناتور (تشدیدگر) فلزی در بالای یک پایه را حمل می کنند. این ترتیب خاص اجازه می دهد که با توجه به هندسه انتخابی قارچ ها و فاصله آنها، مایکروویو های با فرکانس خاص را جذب کنند. استفاده از چنین موادی می تواند در ساخت و پرینت سه بعدی وسیله های کاربردی مانند سنسورهای تشخیص پزشکی و همچنین آنتن ها در ارتباطات مخابراتی یا موج یاب ها در کاربرد های تصویربرداری ارزشمند باشد.

سایر دستگاه های توسعه یافته توسط محققان شامل بازتابنده های پارابولیکی هستند که به صورت انتخابی فرکانس معینی را جذب و انتقال می دهند. چنین مفاهیمی می تواند دستگاه های نوری را با ترکیب عملکردهای انعکاس و فیلتر در یک واحد، ساده کند. سامیر سانکوسل استاد مهندسی برق و کامپیوتر، مدیر آزمایشگاه نانو دانشگاه تافتس و نویسنده مربوطه این مطالعه گفت: “توانایی ادغام کاربردها با استفاده از مواد می تواند فوق العاده مفید باشد. ممکن است ما بتوانیم از این مواد برای کاهش اندازه طیف سنج و سایر وسایل اندازه گیری نوری استفاده کنیم تا بتوان آنها را برای مطالعه میدان های قابل حمل طراحی کرد.”

یکی دیگر از دستاوردهای این فناوری این است که توانایی در هم آمیختن کاربردهای الکترومغناطیسی چندگانه را درون یک ماده مستقل مجهز به اپتیک های هندسی یا دستگاه MEGO را فراهم می سازد. دیگر اشکال ، اندازه ها و جهت گیری های الگوی پرینت سه بعدی می تواند به منظور تولید MEGO هایی برای جذب، افزایش، انعکاس یا انحراف امواج با روش های که دستیابی به آن ها با روش های  تولید متعارف مشکل است، مورد استفاده قرار گیرد.

محققان در حال حاضر از فناوری های پرینت سه بعدی stereolithography که بر نور برای پلیمر کردن رزین های مقاوم به اشکال مورد نظر تمرکز دارد استفاده می کنند. سایر تکنیک های پرینت سه بعدی، می توانند چاپی با رزولوشن تا ۲۰۰ نانومتر فراهم کنند، که امکان ساخت مواد متالوژیکی دقیقتر با توانایی شناسایی سیگنال های الکترومغناطیسی حتی با طول موج کوتاه تر را فراهم می کند.

آیدین صادقی، دانشجوی کارشناسی در آزمایشگاه سانکوسال در دانشکده مهندسی دانشگاه تافتس و نویسنده اصلی این مطالعه، گفت: “پتانسیل کامل پرینت سه بعدی برای MEGOs هنوز به دست نیامده است. ما می توانیم با فناوری فعلی و پتانسیل وسیعی که چاپ سه بعدی در اخیار ما قرار می دهد کارهای بیشتری انجام دهیم”.

منبع: https://www.3ders.org/

در صورت تمایل میتوانید فایل PDF این مقاله را در قسمت زیر دانلود و با ذکر منبع مورد استفاده قرار دهید.

pdf پرینت سه بعدی مواد با ویژگی های ریزموج و اپتیکی منحصر بفرد

تهیه و تنظیم مقاله از : خدمات پرینت سه بعدی آی دیزاین