Innovative Sprühtechnik erzeugt ultra-dünne, pflanzenbasierte Drähte auf 3D-Objekten

Ingenieure haben ein Verfahren erfunden, um extrem dünne Drähte aus einem pflanzenbasierten Material zu sprühen, das in N95-Maskenfiltern, Geräten zur Energieernte für Strom und potenziell bei der Erstellung menschlicher Organe eingesetzt werden könnte. Die Methode beinhaltet das Aufsprühen von Methylcellulose, einem erneuerbaren Kunststoff aus Pflanzenzellulose, auf 3D-gedruckte und andere Objekte – von Elektronik bis zu Pflanzen.

N95-Masken waren als persönliche Schutzausrüstung während der COVID-19-Pandemie gefragt. Die Sprühmethode könnte eine weitere Erfassungsebene hinzufügen, um Filter effektiver zu machen. Auch Elektronik wie LEDs und Energieernter könnten ähnlich profitieren.

Dünne Drähte (Nanodrähte) aus weicher Materie haben viele Anwendungen, einschließlich der Zilien, die unsere Lungen reinigen, und der Setae (borstenartige Strukturen), die Geckos das Klettern an Wänden ermöglichen. Solche Drähte wurden auch in kleinen triboelektrischen Energieerntem genutzt, mit zukünftigen Beispielen wie auf Schuhen laminierten Streifen zum Laden eines Handys oder einem Türgriffsensor, der einen Alarm auslöst.

Seit der Erfindung von Zuckerwatte-Schmelzspinnern ist bekannt, wie man Nanodrähte herstellt, aber die Kontrolle des Prozesses war stets begrenzt. Die Hürde war die Unfähigkeit, solche Drähte zu sprühen statt zu spinnen. Mit Methylcellulose schufen die Forschenden „Wälder“ und Schäume aus Nanodrähten, die auf 3D-Objekte aufgebracht werden können. Sie demonstrierten auch, dass Goldnanopartikel in Drähte eingebettet werden können für optisches Sensing und Färbung.