প্রকৃতি-অনুপ্রাণিত 3 ডি-প্রিন্টিং পদ্ধতি বাঁশের চেয়ে দ্রুত অঙ্কুরিত হয়

বেকম্যানের স্বায়ত্তশাসিত মেটেরিয়াল সিস্টেমস গ্রুপের গবেষকরা “গ্রোথ প্রিন্টিং” তৈরি করেছেন, যা সাধারণত 3 ডি প্রিন্টিংয়ের সাথে সম্পর্কিত ছাঁচ এবং ব্যয়বহুল সরঞ্জাম ছাড়াই পলিমার অংশগুলি দ্রুত এবং দক্ষতার সাথে মুদ্রণের জন্য ট্রি ট্রাঙ্কের বাহ্যিক সম্প্রসারণের নকল করে। তাদের কাজ জার্নালে প্রদর্শিত হবে উন্নত উপকরণ।

ইলিনয় ইউনিভার্সিটি অফ ইলিনয় উর্বানা-চ্যাম্পেইন এবং প্রকল্পের নেতৃত্বের যান্ত্রিক বিজ্ঞান ও প্রকৌশল বিভাগের অধ্যাপক সামহ টাওফিক বলেছেন, “মানুষ জিনিসগুলি তৈরিতে অবিশ্বাস্যভাবে প্রতিভাবান। সম্পূর্ণ নতুন উত্পাদন প্রক্রিয়াগুলি খুঁজে পাওয়া শক্ত।

তাওফিক বলেছিলেন যে সর্বাধিক সাধারণ শিল্প উত্পাদন প্রযুক্তি হ’ল ইনজেকশন ছাঁচনির্মাণ, যেখানে গলিত পলিমারগুলি ধাতব ছাঁচে আকার নেয়। যদিও ব্যাপক উত্পাদনের জন্য কার্যকর, ছাঁচগুলি বজায় রাখা এবং ওভেনগুলি নিরাময় করা (যেখানে প্লাস্টিকের শক্ত হয়ে যায়) ব্যয়বহুল এবং অযৌক্তিক হতে পারে-বিশেষত নৌকা হুল বা ফ্যান ব্লেডের মতো বড় বস্তুর জন্য। অ্যাডিটিভ ম্যানুফ্যাকচারিং, যা একটি স্তর কেকের মতো 3 ডি অবজেক্টগুলি প্রিন্ট করে, প্রোস্টেটিক্সের মতো কাস্টম অংশগুলির জন্য কম এবং আদর্শ।

“পলিমার 3 ডি প্রিন্টিং সরঞ্জাম পরিপক্ক হয়েছে, তবে এখনও এমন দিক রয়েছে যা এটি ব্যয়বহুল এবং খুব ধীর করে তোলে,” তাওফিক বলেছিলেন। “আমাদের লক্ষ্য ছিল স্বল্প ব্যয় বজায় রেখে উত্পাদন গতি, আকার এবং উপাদানের গুণমান বাড়ানো। আমরা যে প্রক্রিয়াটি নিয়ে এসেছি তা সত্যই দ্রুত এবং সস্তা।”

প্রথমত, সামিহ এবং তার সহকর্মীরা ডাইসাইক্লোপেন্টাডিন বা ডিসিপিডি নামক অ্যাম্বার রঙের তরল রজন pour ালেন বরফের জলে নিমজ্জিত একটি খোলা কাচের পাত্রে। তারা রজনে একটি কেন্দ্র পয়েন্ট গরম করে 70 সি তে। প্রতিক্রিয়াটি গ্রহণের সাথে সাথে, তাপটি 1 মিমি/সেকেন্ডে যোগাযোগের মূল পয়েন্ট থেকে বাহ্যিকভাবে ছড়িয়ে পড়ে, বাড়ির ব্যবহারের জন্য উপলব্ধ ডেস্কটপ 3 ডি প্রিন্টারগুলির চেয়ে 100 গুণ বেশি দ্রুত এবং বিশ্বের দ্রুত বর্ধমান প্রজাতির বাঁশের চেয়ে 60 গুণ দ্রুততর। তাপটি সমস্ত কিছু স্পর্শ করে ক্রমবর্ধমান ক্ষেত্রের মধ্যে শক্ত হয়ে যায়, যেমন পৌরাণিক রাজা মিডাস যদি পৃথিবীর মূলকে দখল করে থাকেন। হিটের অবিচলিত রিলিজ দ্বারা স্বনির্ভর, প্রতিক্রিয়া-যাকে ফ্রন্টাল রিং-ওপেনিং মেটাথিসিস পলিমারাইজেশন বলা হয় এবং নামক নাম বলা হয়-রজনকে তার শক্ত আকারে শক্ত করার জন্য ন্যূনতম শক্তি ব্যবহার করে: পলি-ডাইসাইক্লোপেন্টাডিন, বা পি-ডিসিপিডি।

শক্ত গোলকটি বাড়ার সাথে সাথে গবেষকরা গুই ক্যারামেলের বাইরে আপেলের মতো রজন থেকে টেনে এনে এর আকারটি পরিবর্তন করে। যেহেতু তরল থেকে শক্ত প্রতিক্রিয়া কেবল পৃষ্ঠের নীচে ঘটে, তাই গবেষকরা এর আকার এবং আকৃতিটি হেরফের করতে ফুলে যাওয়া কাচের মতো শক্ত অংশটি উত্তোলন, ডুবিয়ে বা স্পিন করতে পারেন। উদাহরণস্বরূপ: একটি rug েউখেলান, বা avy েউয়ের প্রান্ত তৈরি করতে গবেষকরা রজনকে কিছুটা উত্তোলন করেন, এটি স্থির করে রাখুন এবং পুনরাবৃত্তি করুন।

গবেষকরা তাদের প্রক্রিয়াটি নকল করার জন্য তাদের প্রক্রিয়াটি ডিজাইন করেছিলেন কীভাবে একটি গাছ অবিচ্ছিন্নভাবে বাইরের দিকে প্রসারিত হয়, রিং দ্বারা রিং করে। প্রকৃতিতে, মাধ্যাকর্ষণ, বাতাস এবং তাপমাত্রার মতো উপাদানগুলির পরিপূরক এবং একটি গাছের প্রতিসাম্যগতভাবে বৃদ্ধির প্রবণতা জটিল করে তোলে, ফলস্বরূপ গাছগুলি বাতাসে মাথা নত করে বা বনের ছাউনিতে সূর্যের আলোর এক প্যাচের দিকে পৌঁছায়।

তাওফিক জীবিত জীবের বৃদ্ধির ধরণগুলি এবং ফলস্বরূপ আকারগুলি – মোর্ফোজেনেসিস নামেও পরিচিত – “গ্রোথ অ্যান্ড ফর্ম” পড়ার পরে মোর্ফোজেনেসিস নামেও পরিচিত। গত আগস্টে, যখন টাউফিককে সহযোগী অধ্যাপক থেকে পূর্ণ অধ্যাপক হিসাবে পদোন্নতি দেওয়া হয়েছিল, তখন তিনি বইটি বিশ্ববিদ্যালয়ের গ্রন্থাগারে উত্সর্গ করেছিলেন।

তাদের নতুন পদ্ধতিটি ব্যবহার করে, তাওফিক এবং তার সহকর্মীরা প্রতিদিনের আইটেমগুলি যেমন পিনকোন, একটি রাস্পবেরি এবং স্কোয়াশের মতো বানোয়াট করে। এগুলি সমস্ত অক্ষীয় আকার, বা একটি উল্লম্ব অক্ষের চারপাশে প্রতিসম। অ-প্রতিসাম্য আকারগুলি আরও কঠিন, তবে সম্ভব; উদাহরণস্বরূপ, গবেষকরা একটি কিউই পাখিকে ভাস্কর্য করেছিলেন যা গোলাকার শরীরকে একটি ক্ষুদ্র মাথা এবং মিনিটের চঞ্চু তৈরি করতে ঠিক সময়ে টানানোর আগে পৃষ্ঠের নীচে প্রসারিত করার অনুমতি দিয়ে।

“এটি একটি প্রতিক্রিয়া-প্রসারণ প্রক্রিয়াটির একটি সুন্দর এবং সহজ প্রয়োগ, যা অনেক প্রাকৃতিক ব্যবস্থায় পাওয়া যায়। বৃদ্ধি-মুদ্রণ প্রক্রিয়াটির গতি এবং শক্তি দক্ষতা এই প্রক্রিয়াটিকে বিশেষভাবে আকর্ষণীয় করে তোলে। এই সহযোগী প্রকল্পের মডেলিং দিকের উপর, আমরা একটি গণ্য সরঞ্জাম তৈরি করেছি যা উত্পাদিত বস্তুর একটি লক্ষ্য আকৃতি অর্জনের জন্য প্রয়োজনীয় রডের up র্ধ্বমুখী গতিটির পূর্বাভাস দেয়,” ফিলিপ্পে জিউব্লে, ফিলিপ্পে জিউবাইয়েরা বলেছিলেন।

এই পদ্ধতির সীমাবদ্ধতাগুলি প্রকৃতিতে পাওয়া একই। টাউফিক বলেছিলেন, কলাগুলির মতো বাঁকানো বস্তুগুলি মুদ্রণ তাত্ত্বিকভাবে সম্ভব তবে গাণিতিকভাবে প্রোগ্রাম করা কঠিন, যেমন জটিল আকারগুলি “গোলাপের কাঁটার মতো,” তাওফিক বলেছিলেন।

“প্রকৃতির একটি নিখুঁত ঘনক্ষেত্র খুঁজে পাওয়া শক্ত। আমি এমন কোনও উদ্ভিদ বা জীব সম্পর্কে জানি না যা একটি নিখুঁত ঘনক্ষেত্রের মতো দেখায়। একইভাবে, আমাদের প্রক্রিয়াটি একটি নিখুঁত কিউব তৈরি করতে পারে না It’s এটি প্রকৃতির একটি আকর্ষণীয় আয়না,” তিনি বলেছিলেন।

তাওফিক বলেছেন যে প্রক্রিয়াটি “সহজ এবং অত্যন্ত বিপণনযোগ্য” এবং আশা করে যে এটি একদিন বায়ু টারবাইন ব্লেডের মতো বড় পলিমার-ভিত্তিক পণ্য তৈরি করতে ব্যবহার করা যেতে পারে। প্রকল্পটি মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের বিজ্ঞান বিভাগের বিজ্ঞান বেসিক এনার্জি সায়েন্সেস প্রোগ্রামের মাধ্যমে অর্থায়ন করা হয়।

“বেসিক এনার্জি সায়েন্স রূপান্তরকারী উত্পাদন হতে পারে, যার অর্থ আমাদের অর্থনীতিতে একটি রূপান্তরকারী প্রভাব রয়েছে। এটি একটি সফল উদাহরণ এবং এখানে বেকম্যান ইনস্টিটিউটে দক্ষতার সমস্ত ক্ষেত্রের লোকদের সাথে সহযোগিতার মাধ্যমে সম্ভব হয়েছিল,” তাওফিক বলেছিলেন।

প্রথম লেখক এবং ইলিনয় স্নাতক শিক্ষার্থী ইউন সিওং কিম বলেছেন, প্রকল্পটি সত্যিকারের দলবদ্ধভাবে প্রদর্শন করেছে:

“এটি সত্যই সত্যিকারের টিম ওয়ার্কের একটি কাজ ছিল, কারণ এটির বিভিন্ন ব্যাকগ্রাউন্ডে দক্ষতার প্রয়োজন ছিল এবং আমরা সকলেই এটি ঘটানোর জন্য একত্রিত হয়েছি,” তিনি বলেছিলেন।

সহকারী র্যান্ডি ইওল্ট, ইলিনয়ের মেকানিকাল সায়েন্স অ্যান্ড ইঞ্জিনিয়ারিংয়ের আলেকজান্ডার র্যাঙ্কিন অধ্যাপক যোগ করেছেন: “এই কাজের অনেক অগ্রগতির ফলস্বরূপ অসামান্য দলবদ্ধ কাজের কারণে। সহযোগী শ্রেষ্ঠত্বের ইলিনয় সংস্কৃতি উজ্জ্বল আলোকিত করে।”