Koolstofnanobuisjes hebben lange tijd de krantenkoppen gehaald in wetenschappelijke tijdschriften, net als 3D-printen. Maar wanneer beide worden gecombineerd met het juiste polymeer, in dit geval een thermoplast, er gebeurt iets bijzonders:de elektrische geleidbaarheid neemt toe en maakt het mogelijk om vloeistoffen in realtime te monitoren. Dit is een enorm succes voor Polytechnique Montréal.

Het artikel "3D-printen van sterk geleidende nanocomposieten voor de functionele optimalisatie van vloeistofsensoren" werd gepubliceerd in het tijdschrift Klein . Bekend op het gebied van micro- en nanotechnologie, Klein plaatste dit artikel op de achteromslag, een duidelijk teken van de relevantie van het onderzoek van werktuigbouwkundig ingenieur professor Daniel Therriault en zijn team. In praktische termen, het resultaat van dit onderzoek lijkt op een doek; maar zodra een vloeistof ermee in aanraking komt, genoemde doek is in staat om zijn aard te identificeren. In dit geval, het is ethanol, maar het kan een andere vloeistof zijn geweest. Een dergelijk proces zou een geweldig voordeel zijn voor de zware industrie, die talloze giftige vloeistoffen gebruikt.

Een eenvoudig maar efficiënt recept

Hoewel bedrieglijk eenvoudig, het recept is zo efficiënt dat professor Therriault het beschermde met een patent. In feite, een Amerikaans bedrijf is al bezig met het commercialiseren van dit materiaal dat in 3D kan worden afgedrukt, die zeer geleidend is en verschillende potentiële toepassingen heeft.

De eerste stap:neem een ​​thermoplast en, met een oplosmiddel, transformeer het in een oplossing zodat het een vloeistof wordt. Tweede stap:als gevolg van de poreusheid van deze thermoplastische oplossing, koolstofnanobuisjes kunnen er als nooit tevoren in worden verwerkt, een beetje zoals het toevoegen van suiker aan een cakemix. Het resultaat:een soort zwarte inkt die vrij stroperig is en waarvan de zeer hoge geleidbaarheid die van sommige metalen benadert. Derde stap:deze zwarte inkt, dat in feite een nanocomposiet is, kan nu overstappen op 3D-printen. Zodra het uit de printkop komt, het oplosmiddel verdampt en de inkt stolt. Het heeft de vorm van filamenten die iets groter zijn dan een haar. Het fabricagewerk kan dan beginnen.

De voordelen van deze technologie

Het onderzoek van Polytechnique Montréal loopt voorop op het gebied van toepassingen voor 3D-printers. Het tijdperk van amateuristische prototyping, zoals het printen van kleine plastic voorwerpen, behoort tot het verleden. Tegenwoordig, alle verwerkende industrieën, of de luchtvaart, ruimtevaart, robotica of medicijnen, enzovoort., hebben hun zinnen gezet op deze technologie.

Hier zijn verschillende redenen voor. Ten eerste, de lichtheid van onderdelen omdat plastic de plaats inneemt van metaal. Dan is er de precisie van het werk dat op microscopisch niveau wordt gedaan, zoals hier het geval is. als laatste, met de nanocomposietfilamenten bruikbaar bij kamertemperatuur, geleidbaarheden kunnen worden verkregen die die van sommige metalen benaderen. Nog steeds beter, omdat de geometrie van filamenten kan worden gevarieerd, maatregelen kunnen worden gekalibreerd die het mogelijk maken om de verschillende elektrische handtekeningen van te bewaken vloeistoffen te lezen.

Een actueel voorbeeld:pijpleidingen

Op de aansluitpunten van leidingen die leidingen vormen, er zijn flenzen. Het idee zou zijn om de buizen in de fabriek te vervaardigen met flenzen die zijn gecoat door 3D-printen. De coating zou een nanocomposiet zijn waarvan de elektrische handtekening is gekalibreerd op basis van de vloeistof die wordt getransporteerd - olie, bijvoorbeeld. Als er een lek is en de vloeistof raakt de gedrukte sensoren op basis van het concept ontwikkeld door professor Therriault en zijn team, een alarm zou in recordtijd klinken, en heel gericht. Dat is een enorm voordeel, zowel voor de bevolking als voor het milieu; in geval van een lek, hoe sneller de reactietijd, hoe kleiner de schade.