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科学家利用定制喷墨打印机3D打印爆炸材料发表时间:2017-12-28

普渡大学的研究人员已经开发了一种使用喷墨打印技术打印高能材料的方法。该项目使含能材料能够以前所未有的精度和安全性进行沉积。

机械工程博士阿里森·默里(Allison Murray)为该项目设计了一款定制的喷墨3D打印机。他表示这个项目的独特之处在于增材制造和含能材料两个领域的交叉点:,并且能够以这种精确度安全地沉积含能材料。

新研发的3D打印机的工作原理是将一种燃料和一种氧化剂(两种基本惰性的纳米氧化铝和氧化纳米铜(II)在二甲基甲酰胺中的聚乙烯吡咯烷酮)在一种重叠模式下,将它们结合在基底上以形成纳米级,形成一种具有小颗粒大小的亚稳态分子复合物。

默里表示,配置液滴的体积和形态是一个“挑战”,而且要真正开发一种能够沉积这些液滴的机器。然而,压电式喷墨3D打印机的工作原理与它的设计完全一样,能够在移动其打印床或平台(可以以0.1微米的精度移动)的同时固定喷嘴,形成所需的形状。

打印nanothermite反应迅速和有力的铝热剂应用在传统的方式中,以2500开尔文燃烧,同时产生大量的推力和热量,并发出巨大的冲击波。利用高速相机和扫描透射电子显微镜设备,研究人员能够观察到打印的纳米粒子如何与不同的层数反应。

普渡大学的科学家们表示,他们的工作证明了活性喷墨打印技术作为从两种惰性的悬浮物中沉积含能材料方法的可行性,并为更安全的材料处理和开发各种先前被认为与喷墨打印不兼容的含能材料提供了机会。

该研究团队的研究论文已在《应用物理学》杂志上发表。

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