3D-печать упрощает создание пористых материалов в любых масштабах

3D-печать позволяет производить пористые решетки и пену в виде фрагментов разного размера. Тем не менее, ученые считают, что современные методы производства не позволяют создавать пористые материалы разных масштабов достаточно быстро и эффективно. В новом исследовании разработчики усовершенствовали материалы для 3D-печати конструкций с иерархической структурой на нано-, микро- и макроуровне.

Ученым удалось использовать для 3D-печати материалы с наноэмульсиями и микроэлементами для управления размерами пор от сотни нанометров до нескольких миллиметров. Сложная форма и клеточная архитектура пористых материалов определяется настройками 3D-печати для конкретного проекта. Исследователям удалось получить стабильные нанокапли благодаря процессу двухэтапного эмульгирования. Полученные нанокапли можно сконцентрировать с помощью вращения в ультрацентрифуге – после высыхания или спекания они образуют конструкцию с нанопорами.

Поскольку пористый материал в нано- и микромасштабе получается за счет самостоятельного расположения капель и частиц, процесс 3D-печати оказывается значительно проще и быстрее, чем последовательная послойная подача вещества. При подготовке материала капли могут срастаться вместе, поэтому их необходимо стабилизировать с помощью частиц, которые в дальнейшем станут стенками пор готового образца.