科學家借3D打印技術研究提高納米級印刷的方法
隨著對納米技術的興趣和需求不斷增長，納米級印刷和噴涂的需求也將增加，而這需要在表面上沉積微滴液體。現在，來自北京清華大學的研究人員已經開發了一種新的理論，描述這樣的納米液滴在撞擊表面時如何變形和破裂。
該研究結果發表在出版物“物理流體”中，可以幫助研究人員提高納米級印刷和涂層的質量。例如，當噴涂涂層時，液滴在撞擊表面時越小和越快，涂層的質量越好，清華大學工程力學系教授陳敏（音譯）說。然而，在某些沖擊速度下，液滴將破裂并飛濺，破壞涂層。
因此，為了改善打印和噴涂技術，我們需要更好地理解導致液滴在撞擊表面時變形的條件，以及它們如何破裂。但是，因為對納米液滴的實驗是非常困難的，研究人員需要經常依靠計算機模擬。
Chen和他的團隊使用了一種稱為分子動力學模擬的技術，其中它們模擬了構成一滴水的每個分子。約由12,000個分子組成的每個液滴的直徑約為8.6納米，并以每秒幾百米的速度撞擊表面。收集當計算機模擬水分子撞擊平坦表面時發生的情況。
“我們開發了一個分析模型來描述變形過程，另一個描述分解過程，”陳說。“變形模型改進了團隊以前的工作，但是分裂模型是全新的。”分裂模型將理論與模擬的結果相結合，提供了一個公式，研究人員可以使用該公式來計算液滴何時破碎。據陳說，該模型已準備好在應用中使用。但有一個限制是，該模型僅被驗證為對于納米級的液滴工作，而不是對于更大的液滴工作。
“原因是微滴分解的方式在宏觀和納米尺度上是不同的，”研究合作者李布璇（音譯）說。該模型也僅適用于所謂的牛頓流體，如水。研究人員正在努力開發非牛頓流體的模型，如原油或玉米淀粉和水（有時稱為Oobleck）的粘性混合物。例如，對于3D打印聚合物和生物材料（例如人類組織和器官）將需要非牛頓模型。
該模型也適用于描述水滴如何與飛機碰撞并形成冰，這是一種安全隱患。懸浮在云中的這些水滴通常在20至50微米的范圍內，大于模擬中的水滴。然而，陳說，他們的模型是有用的，因為沒有多少人知道這些水滴如何撞擊飛機。
(責任編輯：admin)
納米纖維涂層管狀支架骨再
中美合作團隊《Science》
內燃機增材再制造修復技術
高性能金屬激光增材制造裝
西安交大與哈佛大學合作研
仿真技術與3D打印推動液壓
科學家使用超聲波
