研究人员开发出用于3D打印的高导电金属凝胶
研究人员开发出一种具有高导电性的金属凝胶，可用于在室温下打印三维(3D)固体物体。
“3D 打印彻底改变了制造业，但我们不知道以前有哪些技术可以让您在室温下一步打印 3D 金属物体，”关于该作品和 Camille 的论文的共同通讯作者 Michael Dickey 说道。 & 北卡罗来纳州立大学化学与生物分子工程教授亨利·德雷福斯 (Henry Dreyfus)。“这为制造各种电子元件和设备打开了大门。”
为了制造金属凝胶，研究人员从悬浮在水中的微米级铜颗粒溶液开始。然后，研究人员添加了少量在室温下呈液态金属的铟镓合金。然后将所得混合物一起搅拌。
当搅拌混合物时，液态金属和铜颗粒基本上相互粘附，在水溶液内形成金属凝胶“网络”。
“这种凝胶状的稠度很重要，因为这意味着铜颗粒在整个材料中分布相当均匀，”迪基说。“这有两件事。首先，这意味着粒子网络连接形成电通路。其次，这意味着铜颗粒不会从溶液中沉淀出来并堵塞打印机。”
所得凝胶可以使用传统的 3D 打印喷嘴进行打印，并在打印时保持其形状。而且，当在室温下干燥时，生成的 3D 物体会变得更加坚固，同时保持其形状。
然而，如果用户决定在打印对象干燥时对其进行加热，则会发生一些有趣的事情。
研究人员发现颗粒的排列会影响材料的干燥方式。例如，如果您打印圆柱形物体，干燥时侧面的收缩会比顶部和底部的收缩更大。如果某物在室温下干燥，则该过程足够慢，不会造成物体的结构变化。然而，如果加热——例如将其放在 80 摄氏度的热灯下——快速干燥会导致结构变形。由于这种变形是可预测的，这意味着您可以通过控制打印对象的图案以及干燥时对象所暴露的热量，使打印对象在打印后改变形状。
“最终，这种四维打印——传统的三维加上时间——是另一种可用于创建具有所需尺寸的结构的工具，”迪基说。“但我们发现这种材料最令人兴奋的是它的导电性。
“由于打印的物体最终 97.5% 是金属，因此它们具有高导电性。它显然不如传统铜线导电，但在室温下3D打印铜线是不可能的。我们开发的产品比其他任何可印刷的产品都具有更高的导电性。我们对这里的应用感到非常兴奋。
“我们愿意与行业合作伙伴合作探索潜在的应用，并且总是很乐意与潜在的合作者讨论未来的研究方向，”迪基说。
论文“用于导电 3D 和 4D 打印的金属凝胶”将于 7 月 5 日发表在《Matter》杂志上。该论文的第一作者是前北卡罗来纳州立大学、西北工业大学和天津大学的访问学者邢睿哲。该论文的共同通讯作者是北卡罗来纳州立大学的迪基、天津大学的黄仁良和齐伟。该论文的共同作者是前北卡罗来纳州立大学访问学者、现西安科技大学杨嘉怡;张东光，前北卡罗来纳州立大学访问学者，现就职于太原理工大学;龚伟，前北卡罗来纳州立大学访问学者，现就职于新加坡国立大学;泰勒·诺依曼 (Taylor Neumann)，前博士。北卡罗来纳州立大学的学生;王梅香，北卡罗来纳州立大学博士后研究员;西北工业大学孔杰。
版权声明：本文由用户上传，如有侵权请联系删除！