室溫3D打印金屬物品取得新突破

Callejon

據(jù)《物質(zhì)》雜志最新發(fā)表的研究論文顯示,，包括美國(guó)北卡羅萊納州立大學(xué)研究人員在內(nèi)的研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種金屬凝膠,，可在室溫下打印3D固態(tài)物體,。該凝膠具有很高的導(dǎo)電性,，為3D打印各種熱敏電子元件和設(shè)備打開(kāi)了大門(mén),。

該金屬凝膠研發(fā)的過(guò)程,，開(kāi)始于懸浮在水中的微米級(jí)銅顆粒溶液,�,？茖W(xué)家們先在該溶液中加入少量的鎵銦合金（EGaIn）和鹽酸，通過(guò)鹽酸將水的pH值設(shè)置為1.0,，從EGaIn中去除氧化物,，從而暫時(shí)將其變?yōu)橐簯B(tài)金屬。然后,，將銅顆粒溶液和液態(tài)的EGaln混合物進(jìn)行攪拌,，使得EGaln粒子附著在更堅(jiān)固的銅粒子上，在水溶液中形成一個(gè)由EGaln橋連接的銅粒子金屬凝膠“網(wǎng)絡(luò)”,。最后,，通過(guò)添加甲基纖維素，使混合物膨脹,。

由此產(chǎn)生的凝膠可以在室溫下從普通的3D打印機(jī)的噴嘴中擠出,，一次一層地構(gòu)建物品。當(dāng)成品在相同溫度下干燥時(shí),，水和鹽酸就會(huì)被蒸發(fā)掉,。最后出來(lái)的是一個(gè)剛性、且具有很高導(dǎo)電性的三維物體,，其中金屬含量高達(dá) 97.5%,。

據(jù)研究人員介紹，該凝膠中顆粒的排列方式會(huì)影響材料的干燥方式,。例如,，打印一個(gè)圓柱形物體，當(dāng)它干燥時(shí),，兩邊會(huì)比頂部和底部收縮得更多,；如果物體在室溫下干燥，這個(gè)過(guò)程就比較慢,，不會(huì)影響物體結(jié)構(gòu)變化,；如果對(duì)其加熱,，使其放置在80℃的加熱燈下快速干燥，則可能會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)變形,。

“基于這些變形是可預(yù)測(cè)的,，也就意味著可以通過(guò)控制打印物體的圖案和干燥時(shí)所施加的熱量，使打印物體改變形狀,�,！北笨�羅萊納州立大學(xué)化學(xué)與生物分子工程教授邁克爾·迪基介紹說(shuō)，“3D打印將徹底改變了制造業(yè),，而該金屬凝膠將為制造各種電子元件和設(shè)備打開(kāi)了大門(mén),。”