ثورة جديدة في الطباعة ثلاثية الأبعاد: تقنية كورية تستخدم مادة MXene النانوية

في تطور علمي لافت، تمكن باحثون من كوريا الجنوبية من ابتكار تقنية متقدمة تتيح طباعة هياكل مجهرية ثلاثية الأبعاد فائقة الدقة باستخدام مادة MXene النانوية، التي تُعرف بخصائصها المميزة في الموصلية الكهربائية والتدريع الكهرومغناطيسي. ورغم تحديات استخدامها في الطباعة ثلاثية الأبعاد سابقًا، نجح العلماء في التغلب عليها بفضل تقنية جديدة تُحدث نقلة نوعية في هذا المجال.

MXene.. مادة ثورية تواجه تحديات تقنية

منذ اكتشافها لأول مرة في الولايات المتحدة عام 2011، حظيت MXene باهتمام واسع نظرًا لخصائصها الفريدة، ما جعلها تُستخدم في تطبيقات عدة، أبرزها البطاريات عالية الكفاءة. ومع ذلك، فإن محاولات استخدامها في الطباعة ثلاثية الأبعاد اصطدمت بعدة عقبات، أهمها:

• حاجتها إلى مواد رابطة تؤثر على خصائصها الأصلية.
• صعوبة تحقيق اللزوجة المثالية للحبر المستخدم في الطباعة.
• ارتفاع تركيز المادة يؤدي إلى انسداد الفوهات، بينما يقلل انخفاضه من كفاءة الطباعة.

حل مبتكر بتقنية Meniscus

لمعالجة هذه التحديات، طور فريق الباحثين في معهد KERI بقيادة الدكتور سول سونغ كوون طريقة جديدة تعتمد على تقنية Meniscus، التي تتيح تشكيل قطرات مستقرة ذات سطح منحني بفعل الخاصية الشعرية، مما يمنعها من الانفجار تحت الضغط.

ومن خلال هذا النهج، تمكن الفريق من تطوير حبر نانوي للطباعة ثلاثية الأبعاد باستخدام MXene النقية دون الحاجة إلى مواد رابطة، مما حافظ على خصائصها الأصلية وأتاح إمكانية طباعة هياكل دقيقة وعالية الدقة حتى عند استخدام حبر منخفض اللزوجة.

تطبيقات واعدة في مجالات متقدمة

يُعتبر هذا الابتكار خطوة رائدة في عالم التكنولوجيا، حيث يفتح الباب أمام استخدام MXene في العديد من التطبيقات المتقدمة، مثل:

✅ تحسين أداء البطاريات وتخزين الطاقة: زيادة كثافة الطاقة وتعزيز كفاءة نقل الأيونات بفضل زيادة مساحة السطح المتاحة.
✅ تصنيع أجهزة إلكترونية أصغر حجمًا وأكثر كفاءة: مما يساهم في تطوير الجيل القادم من الإلكترونيات الدقيقة.
✅ إمكانية إدخال MXene في تقنيات التصنيع المتقدمة: ما يعزز من قدرات الطباعة ثلاثية الأبعاد في المجالات الصناعية.

مستقبل الطباعة ثلاثية الأبعاد يتشكل من جديد

بفضل هذا التقدم، بات بالإمكان تصنيع هياكل دقيقة للغاية باستخدام المواد النانوية، مما يمثل قفزة نوعية في تقنيات التصنيع الدقيق. ومع استمرار الأبحاث في هذا المجال، قد نشهد قريبًا تطورات جديدة تجعل الطباعة ثلاثية الأبعاد أكثر كفاءة ودقة، وتعزز من إمكانيات إنتاج الأجهزة الإلكترونية المتطورة.