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科学家开发3D打印石墨烯新方法

作者:bob综合体育官网登录 时间:2022-11-01 12:31
本文摘要:尽管目前大多数桌面级3D打印机都仅限于塑料线材,但许多生产专家都指出,该技术更好的建构潜力蕴含在范围更加甚广的其它材料及其应用于特性上,比如石墨烯这种神秘的高科技材料。因此,当伦敦一个科学家团队顺利地用于石墨烯材料已完成3D打印机后,不可避免地更有了众多注目的目光。 众所周知,石墨烯是一种由碳原子包含的单层片状结构的新材料,只有一个碳原子的厚度。它有很多有意思的特性:完全几乎半透明、导电性强劲、可刀柄、机械强度好(比钢强大约一百倍)。

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尽管目前大多数桌面级3D打印机都仅限于塑料线材,但许多生产专家都指出,该技术更好的建构潜力蕴含在范围更加甚广的其它材料及其应用于特性上,比如石墨烯这种神秘的高科技材料。因此,当伦敦一个科学家团队顺利地用于石墨烯材料已完成3D打印机后,不可避免地更有了众多注目的目光。

  众所周知,石墨烯是一种由碳原子包含的单层片状结构的新材料,只有一个碳原子的厚度。它有很多有意思的特性:完全几乎半透明、导电性强劲、可刀柄、机械强度好(比钢强大约一百倍)。从它2004年第一次被顺利生产出来之后,就被科技界普遍寄予厚望,指出它是一种颠覆性的全新材料。  近日,来自伦敦帝国学院材料系由的一个研究团队,由EstherGarciaTunonBlanca、SuelenBarg、VictoriaGarciaRocha和EduardoSaizGutierrez教授构成,并牵头来自Warwick大学、Bath大学和deSantiagodeCompostela大学的团队,寻找了一种3D打印机石墨烯的方法。

  他们研发的这种技术主要基于FDM3D打印机,早已公开发表在今年1月份出版发行的《AdvancedMaterials》杂志上,标题《为用于石墨烯展开三维度打印机(PrintinginThreeDimensionswithGraphene)》。  这里必须解释的是,要生产石墨烯对象必须精准地造出石墨烯六边形图案。

为了做这一点,伦敦帝国学院的团队研发出有了一种FDM线材,这种线材所含混合了号召型聚合物(可诱导启动时某种不道德的聚合物)的石墨烯薄片。在这种情况下,石墨烯薄片的化学属性再次发生了一定的变化,使其具备了必要的粘弹性,能够与上下层石墨烯薄片融合在一起。

  最初,研究团队的目标是3D打印机原始的石墨烯结构,而非复合材料。这在一个水基体系里或许是需要构建的。

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但该项研究的负责人EstherGarcia-TunonBlanca说明说道,这实质上是不有可能的。石墨烯是十分亲水性的,因此不有可能必要提炼到水基油墨中。研究人员因此用于了一种经过化学改性的石墨烯也被称作石墨烯氧化物(GO)来替换。

GO可在水中展开处置,并创建所需的结构。  非常简单地说道,它具备类似于塑料线材的功能。Garca-TunonBlanca告诉他记者称之为:我们的配方材料享有熔融沉积式3D打印机工艺中所必须的流动性和物理性能:他们需要流到较小的燃烧室,并在通过后立刻烧结,保有形状。

她说道,我们用这种二维物质作为建构材料以创立宏观3D结构。我们用于的技术被称作必要墨水书写(DIW)也被称作必要写出组件(DWA),或Robocasting。

  据研究人员讲解,这种石墨烯线材需要通过吸管头3D打印机100微米层薄的对象。而Garca-Tunon感觉它也可以限于于其它的层薄设置。

一旦3D打印机成登录的结构之后,这个石墨烯对象还必须展开热处理,以保证它具备石墨烯的所有特性。在此之后,这些3D打印机对象就可以用作各种处置,并且依然不会维持其石墨烯的性质。  由此来看,这项研究或许是十分顺利的,尽管Garca-Tunon认为,在增材生产和石墨烯技术方面依然有许多挑战必须解决。离我们需要必要3D打印机出有一台多材料、多部件、可实际用于的设备还有很长的路要回头。

  作为此次研发项目的一部分,科学家们正在为其石墨烯线材找寻特定的应用于,比如柔性电子等。他们还合力ImperialInnovations联合探寻他们的3D打印机石墨烯技术的商业化路径。据传他们的一些工业合作伙伴早已相似研发出有适当的应用于。一项正在展开中的计划是为机器人结构3D打印机石墨烯皮肤。


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