Yazdırılabilir Su Sensörü Geliştirildi

Madrid Özerk Üniversitesi önderliğindeki araştırma ekibi, çok küçük miktarlardaki suyu tespit edebilen çok yönlü bir 3D baskılı plastik kompozit sensör geliştirdiler. 3D yazdırılabilir malzeme, rutubetli koşullarda rengini mordan maviye değiştirebiliyor. Detaylar haberimizde.

A- A+

16.03.2019 tarihli yazı 8184 kez okunmuştur.

Madrid Özerk Üniversitesi’nden (UAM) Pilar Amo-Ochoa liderliğinde, Kudüs İbrani Üniversitesi, Singapur'daki Nanyang Teknoloji Üniversitesi, Madrid'de Malzeme Bilimi Enstitüsü ve Almanya'daki DESY Araştırma Merkezi’nden bilim insanları çok yönlü bir plastik kompozit sensör geliştirdiler. Yazdırılabilir su sensörü olarak da bilinen malzeme çok küçük miktarlardaki suyu bile algılayabiliyor. Malzeme, ucuz ve esnek olmasının yanı sıra toksik de değildir.

Sağlık sektörü, gıda sektörü, kalite kontrolü, çevresel izleme ve teknik uygulamalar gibi birçok alanda; moleküllerin varlığında hızlı ve basit değişiklikler gösteren duyarlı sensörlere olan talep zamanla artıyor. Birçok sektörde, bu tür sensörler tarafından en yaygın kullanılan kimyasal maddelerin başında su geliyor. Bu amaçla, Almanya'daki DESY Araştırma Merkezi'nden araştırmanın ortak yazarı olan Michael Wharmby, ‘Belli bir ortamda veya malzemede ne kadar su bulunduğunu anlamak önemlidir.’ diyor ve ekliyor ‘Örneğin, eğer yağda çok fazla su varsa, makineleri iyi yağlayamayabilir veya yakıtta çok fazla su varsa, düzgün şekilde yanmayabilir.’

►İlginizi Çekebilir: 3D Nanobaskı Yöntemi ile Biyoçip Üretimi Hızlandırıldı

Geliştirilen yeni sensör materyalinin işlevsel kısmı, bakır bazlı bir koordinasyon polimeri olup merkezi bakır atomuna bağlı olan bir su molekülüne sahip bileşikten oluşuyor. Pilar Amo-Ochoa, “Bileşiği 60 santigrat dereceye kadar ısıtırken rengi mordan maviye değiştiriyor.” diyor. Bu işlem gerçekleşirken, bakır atomuna bağlı olan su molekülleri uzaklaşarak renk değişimine sebebiyet veriyorlar. Bu renk değişimin tersi; havada bırakarak, suya koyarak ya da içinde bol miktarda su olan bir çözücüye koyarak gerçekleştirilebiliyor. Araştırma ekibi, renk değişikliğine yol açan bu materyal içindeki yapısal değişiklikleri analiz etmek için, DESY'nin (Deutsches Elektronen-Synchrotron) ışık kaynağı PETRA III'ü kullandılar. Madrid'deki Malzeme Bilimi Enstitüsü'nden (ICMM-CSIC) José Ignacio Martínez, ‘Bunu anladıktan sonra, bu değişimin fiziğini modelleyebildik.’ diye açıklıyor.

►İlginizi Çekebilir: Üç Boyutlu Yazıcıların Geleceği

Bilim insanları daha sonra, bakır bileşiği bir 3D baskı mürekkebi ile karıştırdılar ve 3D baskı sensörlerini çeşitli şekillerde baskıya aldılar. Sensörler havada ve farklı miktarlarda su içeren çözücülerle test edildi. Bu testler, 3D basılı cisimlerin, suyun varlığına, bileşiğin kendisinden daha hassas olduğunu gösterdi. Bunun nedeni, nesnelerin gözenekli yapılara sahip olmasıdır. 3D basılı sensörler iki dakikadan daha az bir sürede solventlerdeki suyun yüzde 0.3 ile 4'ünü tespit ederken havadaki yüzde 7'lik bağıl nemi tespit edebildiler.

Su içermeyen bir çözücü içinde veya ısıtılarak kurutulma durumunda, malzeme tekrar maviye dönüyor. Malzeme, birçok ısıtma döngüsünde stabil ve ayrıca bakır bileşikler, basılı sensörler boyunca eşit bir şekilde dağılabiliyor. Havada ise en az bir yıl boyunca stabiller ve biyolojik olarak ilgili pH değeri 5 ila 7 arasında değişiyor. Kudüs İbrani Üniversitesi'nden araştırmanın ortak yazarı Shlomo Magdassi, ‘Modern 3D baskının çok yönlü doğası, bu cihazların çok çeşitli yerlerde kullanılabileceği anlamına gelir.’ diyor ve bu araştırmanın diğer fonksiyonel materyalleri geliştirmek için öncülük edeceğini belirtiyor.

Madrid'deki Özerk Üniversitesi ortak yazarı Félix Zamora, ‘Bu çalışma, gözenekli olmayan bir koordinasyon polimerinden oluşturulan ilk 3D basılı kompozit nesneleri göstermektedir. İşlevsel 3D baskı alanında manyetik, iletken ve optik özellikleri sentezlemesi ve sergilemesi kolay olan bu büyük bileşik ailesinin kullanımına kapıyı açıyor.’ diyor.

Kaynak:

►technology.org

►3ders.org

►indian3dprintingnetwork.com
►3dprint.com