लेज़र-आधारित 3डी प्रिंटिंग तकनीक का उपयोग करते हुए, मैसाचुसेट्स एमहर्स्ट विश्वविद्यालय और जॉर्जिया इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी के शोधकर्ताओं ने एक नैनोस्ट्रक्चर्ड हाई-एन्ट्रॉपी मिश्र धातु विकसित की है जो अन्य अत्याधुनिक एडिटिवली निर्मित सामग्रियों की तुलना में कहीं अधिक नमनीय और मजबूत है। यह एयरोस्पेस, ऊर्जा, चिकित्सा और परिवहन में उपयोग किए जाने वाले उच्च-प्रदर्शन घटकों के निर्माण का मार्ग प्रशस्त कर सकता है। इस तरह के उच्च एन्ट्रापी मिश्र (HEA) ने भौतिक विज्ञान में लोकप्रियता हासिल की है। उनके पास लगभग-बराबर अनुपात में पाँच या अधिक तत्व हैं और मिश्र धातुओं को डिजाइन करने में लगभग-अनंत संख्या में अद्वितीय संयोजन बनाने में सक्षम हैं।
3 डी प्रिंटिग या एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग, इस बीच, भौतिक विकास की दिशा में एक शक्तिशाली दृष्टिकोण माना जाता है। इस लेजर-आधारित 3-डी प्रिंटिंग तकनीक का उपयोग करके बड़े तापमान प्रवणता और उच्च शीतलन दर का उत्पादन किया जा सकता है जिसे पारंपरिक तरीकों से प्राप्त करना संभव नहीं है।
नए अध्ययन में, शोधकर्ताओं ने नई सामग्री विकसित करने के लिए एचईए की क्षमता और लेजर पाउडर बेड इन्फ्यूजन नामक एक 3 डी प्रिंटिंग तकनीक को जोड़ा। इस प्रक्रिया में, सामग्री पिघल जाती है और फिर पारंपरिक तकनीकों की तुलना में बहुत तेजी से जम जाती है। इसके कारण, UMass में मैकेनिकल और औद्योगिक इंजीनियरिंग के सहायक प्रोफेसर वेन चेन के अनुसार, एक बहुत ही अलग तरह का माइक्रोस्ट्रक्चर प्राप्त होता है जो उपयोग किए गए घटकों पर संतुलन से बहुत दूर है।
इस प्रकार बनाई गई सूक्ष्म संरचना में एक जाल की संरचना होती है और इसमें बारी-बारी से परतें होती हैं जिन्हें फेस-सेंटेड क्यूबिक (FCC) और बॉडी-सेंटेड क्यूबिक (BCC) नैनोलैमेलर संरचनाएं कहा जाता है, जो कि सूक्ष्म गलनक्रांतिक कॉलोनियों में यादृच्छिक अभिविन्यास वाली होती हैं। HEA की पदानुक्रमित नैनोसंरचित संपत्ति दो चरणों के सहकारी विरूपण की अनुमति देती है।
“इस असामान्य माइक्रोस्ट्रक्चर की परमाणु पुनर्व्यवस्था अल्ट्राहाई ताकत के साथ-साथ बढ़ी हुई लचीलापन को जन्म देती है, जो असामान्य है क्योंकि आमतौर पर मजबूत सामग्री भंगुर होती है,” कहा चेन। वह अध्ययन के प्रमुख लेखक भी हैं प्रकाशित प्रकृति में।
प्रोफेसर ने कहा कि पारंपरिक धातु कास्टिंग के विपरीत, वे तीन गुना ताकत स्तर हासिल करने में सक्षम थे और वह भी लचीलापन का उपयोग किए बिना। “कई अनुप्रयोगों के लिए, ताकत और लचीलापन का संयोजन महत्वपूर्ण है। हमारे निष्कर्ष सामग्री विज्ञान और इंजीनियरिंग के लिए समान रूप से मूल और रोमांचक हैं,” चेन ने कहा।
शोधकर्ताओं ने इस बात पर प्रकाश डाला कि अध्ययन से पता चला है कि जब लागू विकृतियों का विरोध करने की बात आती है तो 3 डी मुद्रित सामग्री अधिक मजबूत होती है। यह, टीम के अनुसार, ऊर्जा की बचत और यांत्रिक दक्षता बढ़ाने के लिए हल्के संरचनात्मक डिजाइन में महत्वपूर्ण है।
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