Esse brilho de ouro sempre capturou nossos olhos, mas agora o metal precioso tem um novo uso - encontrar defeitos na impressão 3-D.
Os pesquisadores da Vanderbilt desenvolveram uma técnica para que o ouro realmente "brilhe" dentro das peças impressas em 3-D para destacar quaisquer problemas.
"Este é um dos primeiros aplicativos a usar ouro para detecção de defeitos. Somos capazes de inspecionar e detectar defeitos que não são visíveis a olho nu, usando as propriedades ópticas de nanopartículas de ouro incorporadas, "disse Cole Brubaker, estudante de graduação em engenharia civil, e principal autor do estudo. "Essa é uma etapa muito crítica - ser capaz de dizer 'Temos um defeito. Está bem aqui.'"
A equipe de pesquisa usou partículas superminúsculos de ouro, que na verdade aparece como uma cor marrom profunda. As nanopartículas são aproximadamente 100, 000 vezes mais fino que um cabelo humano, mas eles podem resolver um grande problema na manufatura.
"Os materiais impressos em 3-D estão se tornando cada vez mais comuns em nossa vida cotidiana, desde bens de consumo e produtos até demonstrações de automóveis e residências impressos em 3D, "disse Kane Jennings, cadeira e professor de engenharia química e biomolecular, e coautor no artigo. "Mas pode haver problemas no processamento de materiais impressos 3-D. Podem ocorrer pequenos defeitos ou camadas de impressão ausentes. Esses defeitos podem comprometer e enfraquecer a integridade estrutural dos produtos impressos 3-D, causando falha. "
Os pesquisadores decidiram tentar incorporar ouro dentro do material de impressão para ver se ele poderia ajudar a sinalizar esses defeitos.
"É semelhante ao ouro em seu anel, mas tem propriedades ópticas únicas que não se degradam com o tempo, "Brubaker disse.
O processo inovador envolve a mistura de nanopartículas de ouro com um polímero plástico dissolvido, dispersando-o por todo o meio. Quando seca e endurece, o plástico é extrudado ou pressionado em filamentos de polímero preenchidos com nanopartículas de ouro, ou tubo fino, que pode ser usado em impressoras 3-D padrão.
Depois que uma peça é impressa, ele vai para um espectrofotômetro UV-Vis especial para inspecionar quanto a defeitos.
"Estamos usando as propriedades de absorbância das nanopartículas de ouro incorporadas, "Brubaker disse." Você apenas escaneia a luz na superfície da amostra e vê onde a absorbância diminui dentro, sinalizando um defeito naquele material. Um defeito pode ser encontrado com uma única medição não destrutiva. É muito rápido. Leva apenas alguns segundos. Não precisamos depender de grandes sistemas de detecção com sensores colocados em toda a parte. "
A equipe interdisciplinar incluiu pesquisadores dos departamentos de engenharia civil e ambiental, engenharia química e biomolecular e química, junto com a ajuda de um estudante de graduação da Fisk University em Nashville. A pesquisa foi financiada pelo U.S. Office of Naval Research. As patentes da tecnologia estão pendentes e os resultados da pesquisa foram publicados em Nanomateriais aplicados ACS .
"Existem enormes possibilidades do que podemos fazer com esta tecnologia, "Jennings disse." Nós demonstramos que as partes impressas em 3-D podem ser autorrelatadas. Eles relatam defeitos por conta própria. Estamos considerando agora a possibilidade de fazer ainda mais com esses materiais inteligentes. "
"O que realmente me deixa animado é a ampla gama de aplicações para as quais podemos usar essa tecnologia, "disse Brubaker." Acabamos de arranhar a superfície.
