Доцент получил грант NSF в размере 475 000 долларов США на развитие наномасштабного аддитивного производства

<стр>Доцент Масуд Махджури-Самани получил трехлетний грант в размере 475 000 долларов США от Национального научного фонда (NSF) на внедрение инноваций и миниатюризацию лазерного аддитивного производства методом порошковой термоядерной полимеризации. Его исследования направлены на то, чтобы продвинуть эту технологию в микро- и наномасштабе, что позволит создавать функциональные устройства с беспрецедентной точностью и сложностью.

Масуд Махджури-Самани, доцент кафедры электротехники и вычислительной техники, сотрудничает с аспирантом Ааршем Пателем, на фото слева. (Автор фото: Университет Оберна)

Новаторские достижения в области аддитивного производства в наномасштабе

Традиционное производство добавок в порошковом слое обычно включает в себя сплавление микромасштабных частиц — диаметром от 20 до 50 микрон — слой за слоем для создания более крупных структур. Однако эти макроархитектуры часто не обладают функциональными возможностями, необходимыми для передовых приложений. Исследования Махджури-Самани направлены на то, чтобы значительно уменьшить масштаб этого процесса, работая с наночастицами толщиной всего в несколько нанометров. Разрабатывая новые лазерные процессы, которые генерируют, покрывают и сплавляют эти наночастицы в реальном времени, его команда является пионером того, что может стать самым маленьким процессом производства добавок в порошковом слое — называемым аддитивным нанопроизводством с сплавлением наночастиц в слое.

Подход Махджури-Самани позволяет интегрировать различные материалы для создания нано- и микроархитектур с настраиваемыми составами, что может привести к разработке высокофункциональных устройств. Это исследование также углубляется во взаимодействия на интерфейсе и процесс лазерного спекания сборок наночастиц. Изучая эти процессы в различных энергетических и временных масштабах, исследование направлено на углубление понимания механизмов спекания, фазовой эволюции, смешивания и легирования. Кроме того, исследование изучит структурную и морфологическую эволюцию 3D-печатных нанокомпозитов и гетероструктур, выявив их взаимосвязи процесс-структура-свойства.

Решение фундаментальных вопросов в нанопроизводстве

Исследование сопряжено со своим собственным набором проблем и неопределенностей. Как можно генерировать наночастицы равномерно? Как эти частицы будут взаимодействовать друг с другом в процессе производства? Какое влияние окажет различная энергия лазера и временные масштабы на частицы? Вот некоторые из важнейших вопросов, которые команда Махджури-Самани рассмотрит при поддержке этого гранта NSF. «Мы с нетерпением ждем возможности использовать эти ответы для значительного продвижения в области передового производства», — заявил Махджури-Самани.

Влияние на различные отрасли

Потенциальные приложения этого исследования обширны и охватывают электронику, энергетику, здравоохранение, биомедицину и аэрокосмическую промышленность. Махджури-Самани предполагает, что результаты его исследования будут способствовать созданию функциональных 3D-микроархитектур и приложений, тем самым оказав значительное влияние на экономику США за счет технологического прогресса. Более того, проект также сыграет решающую роль в обучении и подготовке следующего поколения научных кадров, способствуя разработке инновационных решений в различных секторах.

Источник: eng.auburn.edu