Команда MIT создала 16-сопловый электроспрей-эмиттер с помощью 3D-печати

Репортаж от Wedoany，Исследователи из Массачусетского технологического института (MIT) с помощью технологии 3D-печати изготовили массив триаксиальных электроспрей-эмиттеров. По словам команды, этот метод впервые сделал возможным создание таких устройств.

Триаксиальный электроспрей-эмиттер подает высокое напряжение на три концентрических сопла, одновременно распределяя три несмешивающиеся жидкости, создавая непрерывный поток слоистых микрокапель. Эти микрокапли могут затвердевать, образуя композитные частицы с различными оболочками, пригодные для капсул замедленного высвобождения лекарств, биосенсоров и самовосстанавливающихся материалов.

В открытой литературе на сегодняшний день не сообщалось о производстве таких миниатюризированных многомиттерных массивов. Традиционное производство в чистых помещениях полупроводниковой промышленности не позволяет достичь необходимой геометрии в достаточно малых масштабах.

Команда MIT под руководством Луиса Фернандо Веласкеса-Гарсии, главного научного сотрудника Лаборатории микросистемных технологий (MTL), использовала процесс ванной фотополимеризации для печати массива из 16 сопел на площади примерно в один квадратный сантиметр. Высота одного слоя печати составляет 25 микрометров, что составляет лишь малую часть ширины человеческого волоса. Этот одноэтапный процесс занимает всего несколько часов от начала до завершения массива.

«Мы не можем изготовить такие устройства в чистых помещениях полупроводниковой промышленности. Это стало возможным исключительно благодаря тому, что они напечатаны на 3D-принтере», — заявил Веласкес-Гарсия.

Каждый массив содержит спиральную сеть внутренних микроканалов, которая равномерно распределяет жидкость по всем 16 соплам, сохраняя при этом компактную площадь и предотвращая перекрестные помехи между эмиттерами. Команда протестировала несколько архитектур для определения оптимальной скорости потока и напряжения, и обнаружила, что вязкость промежуточной жидкости является определяющим фактором стабильности микрокапель и однородности слоев.

Способность быстро изменять геометрию была ключевой для прогресса проекта. «Мы смогли активно оптимизировать конструкцию, потому что могли вносить итерации более своевременно. Эта способность к тонкой оптимизации конструкции является ключевым преимуществом 3D-печати», — отметил Веласкес-Гарсия.

Исследование, первым автором которого является Брайан Иван Кинтанар-Абарка из Монтеррейского технологического института (Мексика), опубликовано в журнале «Virtual and Physical Prototyping». Будущие работы будут сосредоточены на уменьшении размеров устройств, а также на интеграции проводящих и диэлектрических материалов в массивы эмиттеров.

Данный материал скомпилирован платформой Wedoany. При цитировании материалов, созданных с помощью искусственного интеллекта (ИИ), необходимо обязательно указывать источник — «Wedoany». В случае выявления нарушения прав или иных проблем просим своевременно информировать нас. Сайт оперативно внесёт изменения или удалит материал.Электронная почта: news@wedoany.com