بالمقارنة مع طرق القطع الأخرى، يمكن أن يؤدي الإزميل بالكهرباء إلى إنشاء هياكل مجهرية معدنية ذات نسبة عرض إلى ارتفاع عالية للغاية، ويمكن تحويل شريحة القطع مباشرة إلى هياكل مجهرية فريدة من نوعها.
اقترح علماء من جامعة تسينغهوا عملية جديدة لتحويل رقائق القطع إلى هياكل مجهرية مباشرة وجعل الرقائق مفيدة. يتم نشر البحث في المجلة الدولية للتصنيع المتطرف.
وهذا يقلب الحكمة التقليدية حول تصنيع رقائق القطع التي عادة ما تتحول إلى نفايات بعد المعالجة. النتيجة غير متوقعة ومثيرة للاهتمام، فمن الصعب تخيل عدد الرقائق التي يتم التخلص منها كنفايات كل يوم؛ إذا تم استخدام عمليتنا، يمكن تحويل النفايات إلى كنوز.
وقال جيانجيان وانغ، الأستاذ المشارك في قسم الهندسة الميكانيكية بجامعة تسينغهوا والمؤلف المقابل لبحث "من حيث المبدأ، هذه الطريقة المقترحة هي الابتكار الأصلي في مجال المعالجة، وتوفر طريقة جديدة لتصنيع الهياكل المعدنية الدقيقة". يذاكر.
قال زيوي لي (طالب دكتوراه، الآن في جامعة تسينغهوا)، المؤلف الأول للورقة البحثية: "بشكل عام، تربط هذه الطريقة بين رقائق تقطيع النفايات والبنى المجهرية المعدنية المفيدة".
توجد البنى المجهرية في كل مكان إذا نظرت بعناية إلى سطح الأشياء، سواء كان سطح النباتات (أوراق اللوتس، الورود، القش، إلخ)، أو سطح شعر الحيوانات، أو جلد الإنسان.
لقد وجد أن مثل هذه الهياكل المجهرية لها خصائص خاصة مثل محبة الماء، وكراهية الماء، وخصائص مضادة للبكتيريا، ولكن حتى الآن، لا يزال تصنيع مثل هذه الهياكل المجهرية على الأسطح المعدنية مشكلة صعبة، والمفتاح هو زيادة نسبة العرض إلى الارتفاع (الارتفاع يقسم العرض). ). وذلك لأن المواد المعدنية ليس من السهل التعامل معها، خاصة على نطاقات صغيرة.
القطع هو أسلوب المعالجة الأكثر استخدامًا للمواد المعدنية. ثم بدأ لي بتجربة طرق القطع المختلفة منذ عامين، لكنه فشل دائمًا. قال لي: "لقد جربت كل طرق التصنيع تقريبًا، ولكن لم أتمكن من زيادة نسبة العرض إلى الارتفاع". وفي أحد الأيام، أثناء مناقشة، قال وانغ: "إذا قمنا بتغيير اتجاه التغذية، فهل سيكون هناك فرق؟"
قال لي: "قد ينجح هذا، خصوصًا تغيير اتجاه التغذية لقطع الاهتزازات البيضاوية". ومع ذلك، فإن التجارب الأولية لم تكن مثالية.
قال وانغ: "نعتقد أن تغيير اتجاه التغذية يجب أن يكون مفيدًا"، ثم أعادوا تصميم جهاز المعالجة وتحسين طريقة التصوير، وتم الحصول في النهاية على نتائج مرضية.
وقال لي: "إنه لأمر مدهش أن تكون الشريحة غير مرئية تمامًا أثناء عملية القطع، ويمكن العثور على الشريحة مباشرة في البنية المجهرية من خلال SEM". ووجدوا أنه من خلال تغيير معاملات المعالجة، يمكن تحويل أنواع مختلفة من الهياكل المجهرية مباشرة من خلال الرقائق.
"نحن نستخدم الهياكل المجهرية المعالجة لتنفيذ عدد كبير من تجارب التطبيقات، بما في ذلك نقل الحرارة المعزز، ومكافحة الجليد، ومضادات البكتيريا، وما إلى ذلك، وقد حققنا نتائج تجريبية جيدة نسبيًا، والتي يمكن استخدامها على نطاق أوسع في المستقبل." قال وانغ.
ويعمل وانغ ومختبره مع علماء آخرين في الجامعة لمحاولة فهم كيفية توليد الهياكل المجهرية. وقال وانغ: "هناك العديد من المشاكل التي تحتاج إلى مزيد من الحل، مثل الآلية الميكانيكية لتحويل الرقائق وتغيير بنية السطح، والتي ترتبط بالتطبيقات المستقبلية".