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英国工程团队师成功开发出石墨烯3D打印材料

时间:2015-02-13 09:39 来源:未知 作者:中国3D打印网 阅读:

    虽然大多数商用3D打印机都仅限于打印长丝,但许多制造专家认为,该技术的创造潜力是其他材料更多的应用在特定的领域。树脂、特别是金属可以用于更大型的对象和组件。 但所有这些不同类型的'丝',石墨烯或许应该被视为神圣的制造法宝。现在一个非常令人兴奋信息从一队伦敦的工程师们传出,他们成功地尝试了石墨烯的3D打印。

     名词解释:石墨烯

     那么什么是石墨烯呢?它本质上是碳的一种形式,和钻石、铅笔芯是近亲。 但它又不像大多数形式的碳,它

是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料。是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜,是只有一个碳原子厚度的二维材料。石墨烯一直被认为是假设性的结构,无法单独稳定存在,直至2004年,英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·海姆(Andre Geim)和康斯坦丁·诺沃肖洛夫(Konstantin Novoselov),成功地在实验中从石墨中分离出石墨烯,而证实它可以单独存在,两人也因“在二维石墨烯材料的开创性实验”,共同获得2010年诺贝尔物理学奖。并且,石墨烯在自然界也有产出,它体现为高能物理状态下的圈量子的粒子态相。[1] 
石墨烯是已知的世上最薄、最坚硬的纳米材料,它几乎是完全透明的,只吸收2.3%的光;导热系数高达5300 W/m·K,高于碳纳米管和金刚石,常温下其电子迁移率超过15000 cm2/V·s,又比纳米碳管或硅晶体高,而电阻率只约10-8 Ω·m,比铜或银更低,为世上电阻率最小的材料。因其电阻率极低,电子迁移的速度极快,因此被期待可用来发展更薄、导电速度更快的新一代电子元件或晶体管。由于石墨烯实质上是一种透明、良好的导体,也适合用来制造透明触控屏幕、光板、甚至是太阳能电池石墨烯电池或将引领改革:充电10分钟跑1000公里。(部份内容来自百度百科)


石墨烯的原子水平结构。

     石墨烯这是目前是在电子,电池制造和使用大有前途,但工程师们已用了几年的时间来寻找3D打印制作的方法, 是发展走向更广泛的范围内制造的关键。 但现在看起来这种方法已经被发现,伦敦帝国学院一队团队,由DRS埃丝特·加西亚图尼翁布兰卡,Suelen巴尔格,维多利亚·加西亚罗恰和Eduardo塞兹古铁雷斯教授组成,与团队一起工作在华威巴斯大学。他们已经开发了这种新的3D打印石墨烯的技术,他们共同的发现发表在1月的杂志上,主要介绍石墨烯怎么由FDM 3D打印机打印。

       生产石墨烯的对象需要的石墨烯六边形的精确图案。 为了做到这一点,该团队已经开发出一种类型的“FDM丝”,包括化学修饰的石墨烯响应型聚合物(可诱导触发某种行为的聚合物)的混合薄片。 在这种情况下,确保了石墨烯份具有粘弹性的合适的水平,同时它可以很好地和下一个层结合。

     最初,目标是三维打印完整的石墨烯结构,而不是复合材料。 该团队解释说 “石墨烯不能融于水,因此不可能直接用于配制的水基油墨中,研究人员因此使用化学物品来融化石墨烯,也被称为石墨烯氧化物(GO) ,用GO代替在水中进行处理,以建立所需的结构。 “简单地说,现在它就像传统的塑料丝,有一样的性能。而它更超薄,石墨烯“长丝”可3D打印仅100μm的挤出机喷头上。这些打印可以被操纵以各种方式,如通过化学品或电化学还原,并且仍然保持石墨的性质。

3D打印的显微镜下的石墨烯。


(责任编辑:admin)

weixin
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