科学家们建立了一个高导电金属凝胶,可以用来打印三维(3 d)在室温下固体物质。
研究人员已经开发出一个高导电金属凝胶,可以用来打印三维(3 d)固体物质在室温下。打印对象可以设计改变形状的凝胶干燥;这种现象被称为“四维印刷”,而这第四个空间就是时间。这张图片显示了一个金属蜘蛛被印在室温下使用金属凝胶,并组装和凝固成最终的3 d形状通过4 d印刷。图片来源:迈克尔·迪基。
3 d打印技术革新了汽车制造业,但我们不知道先前的技术,允许你打印3 d在室温下金属物体在一个单一的步骤。这将打开门制造范围广泛的电子元件和设备。
研究的共同通讯作者迈克尔•迪克和卡米尔&亨利德雷福斯教授,化学和生物分子工程,北卡州立大学
创建金属凝胶,研究人员开始解决微米尺寸的铜粒子悬浮在水中。欧洲杯猜球平台然后添加微量的铟镓合金在室温下是液态金属。混合搅拌在一起。
混合搅拌,液态金属和铜颗粒基本上坚持对方,形成一个金属凝胶溶液中的“网络”。欧洲杯猜球平台
这种凝胶状的一致性非常重要,因为它意味着你有一个相当均匀分布的铜粒子在整个材料。欧洲杯猜球平台这两件事。首先,它意味着颗粒连接形成的网络电气通路。欧洲杯猜球平台第二,它意味着铜粒子不解决的解决方案和堵塞打印机欧洲杯猜球平台。
研究的共同通讯作者迈克尔•迪克和卡米尔&亨利德雷福斯教授,化学和生物分子工程,北卡州立大学
由此产生的凝胶可以打印一个标准的3 d打印喷嘴和印刷后保留其形状。此外,在室温下晾干时,它变得更加坚实,同时保持其形状。
然而,一些有趣的事情会发生如果用户决定加热干打印对象。
科学家们确定粒子对齐影响材料如何干。例如,如果一个圆柱形对象打印,合同双方将超过顶部和底部,因为它干。在室温下干燥的东西时,过程缓慢,以至于没有结构性变化发生在对象。
然而,如果热应用——例如,对象被放置在80摄氏度加热灯下,快速干燥会导致结构变形。当这个变形是可以预测的,它意味着印刷对象的形状可以改变印刷后通过控制印刷对象的模式和对象暴露的热量,而干燥。
最终,这种传统三维四维印刷,加用一个工具,可以用来创建结构所需的尺寸。但是我们找到关于这些材料的最令人兴奋的是它的导电性。
研究的共同通讯作者迈克尔•迪克和卡米尔&亨利德雷福斯教授,化学和生物分子工程,北卡州立大学
迈克尔·迪基补充道,“因为印刷的对象是高达97.5%的金属,他们是高度导电。很明显不像传统的铜线,导电但不可能在室温下3 d印刷铜线。我们已经开发了远比其他导电,可以打印出来。我们非常兴奋的应用程序”。
”我们开放与合作伙伴共同努力,探索潜在的应用,并总是乐于与潜在合作者讨论未来的研究方向,”迪克说。
这项研究是由中国国家自然科学基金资助,格兰特号码52203101,中国学术委员会,在格兰特数量2欧洲杯线上买球01906250075。
3 d和4 d印刷金属在室温下使用金属凝胶
视频来源:北卡州立大学
期刊引用:
兴,R。等。(2023)。对导电金属凝胶3 d和4 d印刷。事。doi.org/10.1016/j.matt.2023.06.015。
来源:https://www.ncsu.edu/