| （中國粉體技術(shù)網(wǎng)/班建偉）美國勞倫斯·利弗莫爾國家實(shí)驗室（LLNL）的研究人員宣布了一項3D打印應用新突破，他們3D打印的輕量級石墨烯氣凝膠展現了超級可壓縮性，提供了高達90％的壓縮應變。氣凝膠，是世界上密度最輕的固體，也被稱(chēng)為“凝煙”，它是用氣體取代凝膠中的液體制成的，因此其重量的90%以上是空氣，這種極輕物質(zhì)具有一些杰出的特性。
通過(guò)直接使用油墨進(jìn)行3D打印，LLNL的研究人員已經(jīng)能夠設計出一種革命性的架構，遠遠超過(guò)傳統的創(chuàng )建大宗石墨烯氣凝膠的方法，傳統的方法只能“產(chǎn)生隨機的孔隙結構”，不能為像傳感器、液流電池、分離器等這些項目提供有效的機械傳輸。
“使用一種可控、可量度的制造方法來(lái)根據特定的應用，設計出定制的宏觀(guān)架構來(lái)制造石墨烯氣凝膠，已經(jīng)成了我們能夠解決的挑戰。”工程師Marcus Worsley說(shuō)，他是相關(guān)論文的共同作者之一，該論文已經(jīng)發(fā)表在了4月22日版的《Nature Communications》上。
“3D打印可以實(shí)現氣凝膠孔結構的智能設計，從可以控制它的質(zhì)量傳輸（由于其小而曲折的孔結構，氣凝膠通常需要很高的壓力梯度才能實(shí)現質(zhì)量傳輸）和物理屬性的優(yōu)化，比如剛性等。這一進(jìn)展為將氣凝膠用于新穎和創(chuàng )造性的應用開(kāi)拓了設計空間。”
在這一新的工藝中，研究人員使用的是還有石墨烯氧化物（GO）成分的打印油墨。這種油墨是由水性石墨烯氧化物懸浮液和二氧化硅填料組成的，在3D打印時(shí)通過(guò)一個(gè)微型噴嘴擠出。
通過(guò)3D打印制造出的石墨烯氣凝膠微格（microlattice）具有優(yōu)異的導電性和高表面積，可以作為一種存儲能量的新載體，并可用于傳感器、納米電子學(xué)、催化、分離等應用。
“在氣凝膠上采用3D打印技術(shù)可以制造出無(wú)數復雜的氣凝膠架構以供應用，比如其機械性能和可壓縮性，這是從來(lái)沒(méi)有過(guò)的成就。”該論文的另一合作者Cheng Zhu說(shuō)。
?歡迎進(jìn)入【粉體論壇】
|
