新型納米級(jí)3D打印材料可以為衛(wèi)星、無(wú)人機(jī)和微電子提供更好的保護(hù)
引入金屬納米簇
? ? ?為了設(shè)計(jì)一種更好的3D打印材料，GU和她的同事將金屬納米團(tuán)和微小的原子團(tuán)結(jié)合到他們的打印介質(zhì)中。研究人員正在使用一種稱為雙光子光刻的方法進(jìn)行印刷，其中印刷材料通過(guò)激光引發(fā)的化學(xué)反應(yīng)硬化。他們發(fā)現(xiàn)，他們的納米簇非常善于啟動(dòng)這一反應(yīng)，并產(chǎn)生了一種由聚合物打印介質(zhì)和金屬組成的復(fù)合材料。
? ? ? ?使用納米級(jí)3D打印制作的小巧但堅(jiān)固的斯坦福標(biāo)志。來(lái)源：John Kulikowski
? ? ? ?研究人員能夠?qū)⒔饘偌{米簇與丙烯酸酯、環(huán)氧樹(shù)脂和蛋白質(zhì)結(jié)合起來(lái)，這是3D打印中常用的幾種聚合物。此外，納米簇有助于加快打印過(guò)程。例如，通過(guò)將納米簇與蛋白質(zhì)結(jié)合，能夠以每秒100毫米的速度進(jìn)行打印，這比以前在納米級(jí)蛋白質(zhì)打印中實(shí)現(xiàn)的速度快100倍。
? ? ? ?研究人員用幾種不同的晶格結(jié)構(gòu)測(cè)試了他們的新材料，其中一些優(yōu)先考慮了承受重負(fù)荷的能力，另一些則優(yōu)先考慮了吸收沖擊的能力。使用納米簇聚合物復(fù)合材料，所有結(jié)構(gòu)都表現(xiàn)出了驚人的能量吸收、強(qiáng)度和可恢復(fù)性的組合——基本上是擠壓和回彈的能力。
“晶格結(jié)構(gòu)當(dāng)然很重要，但我們?cè)谶@里展示的是，如果它所用的材料是優(yōu)化的，這對(duì)性能更重要?！盙U說(shuō)，“如果你有合適的打印材料，你就不必?fù)?dān)心3D結(jié)構(gòu)到底是什么。”
納米團(tuán)簇光刻膠的光化學(xué)和可打印性。
復(fù)制自然世界
在某些方面，研究人員試圖模仿大自然已經(jīng)完美的東西。例如，骨骼的彈性來(lái)自堅(jiān)硬的外表、納米級(jí)的孔隙率和少量的軟質(zhì)材料。這種3D結(jié)構(gòu)和多種精心設(shè)計(jì)的材料的結(jié)合，使我們的骨骼能夠在不斷裂的情況下（大部分時(shí)間）傳遞能量，并且仍然保持相對(duì)輕量化。理想情況下，3D打印保護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)也會(huì)有多種類型的材料，有些更硬，有些更軟，以更好地分散沖擊并抵抗擠壓。
“由于納米簇能夠聚合這些不同種類的化學(xué)物質(zhì)，我們可能能夠用它們?cè)谝粋€(gè)結(jié)構(gòu)中打印多種材料?！盙U說(shuō)，“這是我們希望實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)之一。”
機(jī)械性能比較。
來(lái)源：江蘇激光產(chǎn)業(yè)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟
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