Инженеры из Университета штата Айова продемонстрировали успешную 3D-печать в микрогравитации, что открывает новые перспективы для изготовления электронных компонентов в космосе. Исследовательская группа, возглавляемая доцентом кафедры материаловедения и инженерии Шань Цзяном и доцентом кафедры промышленной и системной инженерии Университета Висконсин-Мэдисон Хантаном Цинем, создала уникальные чернила, содержащие наночастицы серебра и биополимеры, которые обретают проводимость после термической обработки.
Электрогидродинамическая печать, применённая в эксперименте, позволяет наносить чернила с точностью до миллионных долей метра посредством электрического поля, что в теории исключает потребность в гравитации. Эта технология может дать возможность астронавтам создавать электрические схемы для космических аппаратов или выполнять ремонт оборудования прямо в космической среде.
Испытания были проведены на борту самолёта NASA, который летал по траектории «бёрпи», обеспечивая около десяти секунд невесомости. «Это был захватывающий и новый опыт. Печатать в такие короткие промежутки времени в условиях микрогравитации невероятно сложно», — отметил Цзян. Первоначальные сложности, такие как неустойчивость принтера к вибрации и тряске, были преодолены командой благодаря тщательной подготовке.
Инновационные чернила основаны на биополимере 2-гидроксиэтилцеллюлозе, который часто используется как загуститель. Этот биосовместимый, экономически выгодный и стабильный материал, получаемый из растительной биомассы Айовы, оказался идеален для струйной печати высокого разрешения под воздействием электрического поля.
Исследовательский центр Университета штата Айова подал заявку на патентование новых наночернил, и теперь технология доступна для лицензирования. «Этот результат — лишь начало. По мере того как человеческие исследования всё глубже проникают в космос, необходимость в производстве электроники по запросу на орбите становится не просто фантастикой, а насущной потребностью», — отметил Цзян.
Дальнейшее развитие может быть направлено на создание технологий космической 3D-печати для разнообразных электронных компонентов, включая полупроводники, что позволит наладить комплексное производство электронных устройств непосредственно в космосе.
Источник: iXBT
