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研究人員展示3D打印新工藝:石墨烯氣凝膠更精細
2019年06月05日    閱讀量:25795    新聞來源:中國牛涂網-涂料,化工,機械,建材,行業資訊門戶網站  |  投稿

        石墨烯是一種擁有獨特性質的二維材料,但要對其展開充分的利用,必須將之以 3D 的形式重現。 好消息是,弗吉尼亞理工大學的研究人員們,已經展示了他們新開發的一種 3D 打印石墨烯氣凝膠方案,且其分辨率遠高于此前的水準。 通常情況下,石墨烯只需要以“單層厚度的碳原子片”的形式出現中國涂料在線coatingol.com涂料在線coatingol.com。盡管其在某些情況下得到了應用,但距離實際投入還很遙遠。

研究人員展示3D打印新工藝:石墨烯氣凝膠更精細 中國牛涂網-涂料,化工,機械,建材,行業資訊門戶網站

新技術讓石墨烯氣凝膠可以被 3D 打印成更大的形狀

簡單地堆疊材料,可能會降低其強度和獨特的電氣、化學、光學性能,因為此時和普通的石墨也沒有太大差別了。

不過“石墨烯氣凝膠”的多孔形式,設法用空氣將 2D 石墨烯的空隙給填滿了。其它方法涉及使用激光將石墨烯鍛造成 3D 形狀、壓縮成多孔珊瑚狀結構、泡沫 3D 打印、或由碳納米管支撐。

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石墨烯氣凝膠重量極輕,甚至可以放在草莓花絲上而不倒。

石墨烯氣凝膠的問題在于,將它塑造成所需的形狀的方法,做起來一點也不簡單。在過去,它能被擠壓成瘦至 100 微米的細絲,但難以取得進一步的突破。

而弗吉尼亞理工大學的新研究,就是為了改善這一點。論文作者鄭曉宇(音譯)表示: “通過這項技術,你可以創造非常有限的結構。但因為沒有支撐,其精細度相當受限,無法獲得更加自由的形態因素”。

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新型 3D 打印石墨烯的掃描電鏡顯微圖像(分辨率為 10 微米的級別)

他們所做的,就是將這些石墨烯層設計成任何你想要的高分辨率形狀。 為此,研究人員用氧化石墨烯制備了水凝膠,并加入了交聯片。然后使用超聲波將其分開,與對光敏感的丙烯酸酯聚合物結合。

接著,團隊可以用時投影微立體光刻技術 —— 這是一種非常精確的 3D 打印形式,能夠在圍觀尺度上建造結構 —— 創建聚合物的剛性長鏈、內部則夾著氧化石墨烯。

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繼續放大至 1 微米的級別

最后,研究人員把混合物置于爐中 —— 燒掉聚合物,并留下石墨烯氣凝膠。 團隊表示,這項技術可以用來制作任何你想要的三維形狀石墨烯,且其分辨率精細至 10 微米,較以往提升了一個數量級。


標簽:原材料今日頭條行業資訊石墨烯技術中心
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