सेल्फ-सेंसिंग PEEK विकसित करने के लिए वैज्ञानिक 3D प्रिंटिंग तकनीक का उपयोग करते हैं

ग्लासगो विश्वविद्यालय के नेतृत्व में इंजीनियरों की एक टीम ने पॉलीएथेरेथेरकेटोन या PEEK नामक प्लास्टिक में नए गुण जोड़ने के लिए 3D प्रिंटिंग तकनीक का उपयोग किया। यह नया हल्का, प्रभाव प्रतिरोधी प्लास्टिक [जीजी] quot;हनीकॉम्ब [जीजी] उद्धरण; संरचना क्षतिग्रस्त होने पर समझ सकती है और नए [जीजी] quot;स्मार्ट [जीजी] quot; कृत्रिम अंग और चिकित्सा प्रत्यारोपण।

गैर-प्रवाहकीय सामग्री को प्रवाहकीय सामग्री में परिवर्तित करें

PEEK' के यांत्रिक गुण, उच्च तापमान और रासायनिक प्रतिरोध इसे एयरोस्पेस, ऑटोमोटिव और तेल और गैस क्षेत्रों में अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए उपयुक्त बनाते हैं। टीम ने सूक्ष्म आकार के कार्बन फाइबर को अपनी छत्ते की PEEK संरचना में जोड़ा, जिससे यह सामान्य रूप से गैर-प्रवाहकीय सामग्री को अपनी संरचना में विद्युत आवेश ले जाने की अनुमति देता है।

वे अध्ययन करना चाहते थे कि क्या प्रवाहकीय मधुकोश PEEK मिश्रित सामग्री को नुकसान इसके विद्युत प्रतिरोध को प्रभावित करेगा। यदि ऐसा है, तो यह नई सामग्री को [जीजी] quot;स्वयं को [जीजी] को समझने की क्षमता दे सकता है—उदाहरण के लिए, हिप इम्प्लांट को रिपोर्ट करने की अनुमति देना जब इसकी चालकता बदल गई है, यह दर्शाता है कि यह खराब हो गया है और इसे करने की आवश्यकता है जगह ले ली।

विभिन्न मधुकोश संयोजन

अपने डिजाइन की आत्म-संवेदन क्षमता का परीक्षण करने के लिए, उन्होंने तीन अलग-अलग मधुकोश संरचनाएं बनाने के लिए 3 डी प्रिंटिंग का उपयोग किया: हेक्सागोनल संरचना, क्रॉस-आकार की चिरल संरचना, और कार्बन फाइबर PEEK सामग्री और पारंपरिक सामग्री का उपयोग करके छह-तरफा फोल्डबैक डिज़ाइन।

फिर, उन्होंने अपनी संबंधित ऊर्जा अवशोषण क्षमताओं की तुलना करने के लिए कोशिका संरचना को दो प्रकार के भार के तहत रखा। निचोड़ परीक्षण में, संरचना के ढहने से पहले एक सुसंगत दबाव लगाया जाता है। कार्बन फाइबर PEEK का प्रत्येक डिज़ाइन अपने पारंपरिक PEEK समकक्षों से बेहतर प्रदर्शन करता है, जो उच्च दबावों का सामना कर सकता है।

हालांकि, प्रभाव परीक्षण में, जब कोई भारी वस्तु संरचना पर ऊंचाई से गिरती है, तो तीन कार्बन फाइबर PEEK संरचनाएं मजबूत क्षति प्रतिरोध दिखाती हैं। कार्बन फाइबर PEEK की हेक्सागोनल छत्ते की संरचना सबसे अच्छी प्रतिक्रिया है और किसी भी अन्य की तुलना में अधिक प्रभाव का सामना कर सकती है।

क्रश टेस्ट में, शोधकर्ताओं ने कार्बन फाइबर PEEK मधुकोश संरचना के विद्युत आवेशों के प्रतिरोध को भी मापा, जब तीन अलग-अलग संरचनाएं तनावपूर्ण थीं। एप्लाइड स्ट्रेन रेजिस्टेंस में बदलाव - पीज़ोरेसिस्टिव सेंसिटिविटी के रूप में जानी जाने वाली क्षति की प्रगति का एक उपाय - कंप्रेसिव स्ट्रेन बढ़ने पर घटता है। जब संरचना पूरी तरह से कुचल दी जाती है, तो प्रतिरोध लगभग पूरी तरह से खो जाता है। विभिन्न विन्यासों के लिए देखे गए विभिन्न विनिर्देश कारक ऊर्जा को अवशोषित करने की उनकी क्षमता से संबंधित क्षति वृद्धि दर से संबंधित हैं, जो इंगित करता है कि कार्बन फाइबर PEEK के पीज़ोरेसिस्टिव गुण स्मार्ट लाइटवेट मल्टीफ़ंक्शनल संरचनाओं की एक नई पीढ़ी बनाने में मदद कर सकते हैं।

कई उद्योगों में भविष्य के अनुप्रयोग

शोधकर्ताओं का कहना है कि PEEK के अनूठे गुण इसे कई औद्योगिक क्षेत्रों के लिए अमूल्य बनाते हैं, और हम आशा करते हैं कि कार्बन फाइबर इंजीनियरिंग PEEK मधुकोश की संरचना जिसे हम 3D प्रिंटिंग के माध्यम से बना सकते हैं, अधिक संभावनाएं खोलेगा।

3डी प्रिंटिंग हमें छत्ते की संरचना के डिजाइन और घनत्व को बहुत नियंत्रित करने की अनुमति देती है। पारंपरिक रूप से चिकित्सा प्रत्यारोपण जैसे कूल्हे या घुटने के प्रतिस्थापन के लिए उपयोग किए जाने वाले ठोस धातु मिश्र धातुओं की तुलना में, यह हमें ऐसी सामग्री बनाने की अनुमति दे सकता है जो प्राकृतिक हड्डियों के शरीर विज्ञान के करीब हो, जो उन्हें अधिक आरामदायक और प्रभावी बना सकती है।