Новый микропринтер позволяет печатать пьезоэлектрические материалы с ультравысокими скоростью и качеством
Вы когда-нибудь задумывались, как работают устройства, которые реагируют на прикосновение, давление или звук? Например, как светится экран вашего смартфона, когда вы нажимаете на него пальцем? Или как работает ультразвуковая диагностика, которая позволяет увидеть внутренние органы человека? За всем этим стоит одно удивительное явление — пьезоэлектричество. Это способность некоторых материалов превращать электричество в движение и наоборот. Такие материалы называются пьезоэлектрическими, и они нашли широкое применение в разных сферах жизни и техники.
Но есть одна проблема: пьезоэлектрические материалы очень сложно и дорого печатать. Для этого нужны специальные принтеры, которые могут создавать очень тонкие и точные слои материала на разных поверхностях. К тому же, не все материалы подходят для пьезоэлектричества: некоторые из них слишком хрупкие, другие слишком мягкие, третьи слишком токсичные. Поэтому ученые и инженеры постоянно ищут новые способы печати пьезоэлектрических материалов, которые были бы более эффективными, безопасными и дешевыми.
И вот одна такая находка была сделана недавно группой исследователей из Китая и США. Они придумали новый микропринтер, который может печатать пьезоэлектрические материалы с ультравысокой скоростью и высоким качеством. Этот микропринтер работает по принципу электрогидродинамики, который заключается в том, что жидкость с заряженными частицами может распыляться на маленькие капли под действием электрического поля. Эти капли затем попадают на подложку, где они склеиваются в слой пьезоэлектрического материала.
Что же такого особенного в этом микропринтере? Во-первых, он может печатать пьезоэлектрические материалы с очень высокой разрешающей способностью (до 1 микрометра) и скоростью (до 1000 капель в секунду). Это означает, что он может создавать очень тонкие и сложные структуры из материала, которые будут иметь высокую чувствительность и эффективность. Во-вторых, этот микропринтер может печатать разные виды пьезоэлектрических материалов, включая полимеры, керамику, композиты и даже биологические материалы, такие как коллаген и ДНК. Это расширяет возможности для создания новых устройств и приложений на основе пьезоэлектрических материалов, таких как гибкие и носимые сенсоры, умная одежда, биомедицинские имплантаты и многое другое.
Исследователи продемонстрировали свой микропринтер на нескольких примерах пьезоэлектрических устройств, которые они сами создали. Например, они сделали светодиод, который загорается, когда на него нажимают пальцем, и микрофон, который превращает звук в электричество. Они также показали, что их микропринтер может печатать пьезоэлектрические материалы на разных поверхностях, включая стекло, пластик, бумагу и даже кожу.
Эта разработка — это большой шаг вперед в области печати пьезоэлектрических материалов, который может открыть двери к новым технологиям и инновациям в будущем. Этот микропринтер — это мощный инструмент для исследователей, инженеров и дизайнеров, которые смогут создавать разнообразные и функциональные пьезоэлектрические устройства с низкой стоимостью и высокой эффективностью.