盡管目前大多數(shù)桌面級(jí)3D打印機(jī)都僅限于塑料線(xiàn)(xiàn)材，但許多制造專(zhuān)(zhuān)家都認(rèn)為，該技術(shù)(shù)更多的創(chuàng )(chuàng)造潛力蘊(yùn)藏在范圍更廣的其它材料及其應(yīng)用特性上，比如石墨烯這種神奇的高科技材料。因此，當(dāng)倫敦一個(gè)(gè)科學(xué)(xué)家團(tuán)隊(duì)成功地使用石墨烯材料完成3D打印后，不可避免地吸引了眾多關(guān)(guān)注的目光。

    眾所周知，石墨烯是一種由碳原子構(gòu)成的單層片狀結(jié)構(gòu)的新材料，只有一個(gè)(gè)碳原子的厚度。它有很多有趣的特性：幾乎完全透明、導(dǎo)電性強(qiáng)、可彎折、機(jī)械強(qiáng)度好（比鋼強(qiáng)約一百倍）。從它2004年第一次被成功制造出來(lái)(lái)之后，就被科技界廣泛看好，認(rèn)為它是一種顛覆性的全新材料。

    近日，來(lái)(lái)自倫敦帝國(guó)學(xué)(xué)院材料系的一個(gè)(gè)研究團(tuán)隊(duì)，由EstherGarciaTunonBlanca、SuelenBarg、VictoriaGarciaRocha和EduardoSaizGutierrez教授組成，并聯(lián)(lián)合來(lái)(lái)自Warwick大學(xué)(xué)、Bath大學(xué)(xué)和deSantiagodeCompostela大學(xué)(xué)的團(tuán)隊(duì)，找到了一種3D打印石墨烯的方法。

    他們開(kāi)(kāi)發(fā)(fā)的這種技術(shù)(shù)主要基于FDM3D打印，已經(jīng)(jīng)發(fā)(fā)表在今年1月份出版的《AdvancedMaterials》雜志上，標(biāo)題《為使用石墨烯進(jìn)(jìn)行三維度打?。≒rintinginThreeDimensionswithGraphene）》。

    這里需要說(shuō)(shuō)明的是，要制造石墨烯對(duì)象需要精準(zhǔn)地復(fù)制出石墨烯六邊形圖案。為了做到這一點(diǎn)(diǎn)，倫敦帝國(guó)學(xué)(xué)院的團(tuán)隊(duì)開(kāi)(kāi)發(fā)(fā)出了一種“FDM線(xiàn)(xiàn)材”，這種線(xiàn)(xiàn)材含有混合了響應(yīng)型聚合物（可誘導(dǎo)觸發(fā)(fā)某種行為的聚合物）的石墨烯薄片。在這種情況下，石墨烯薄片的化學(xué)(xué)屬性發(fā)(fā)生了一定的變化，使其具有了適當(dāng)?shù)惱硰椥?，并能與上下層石墨烯薄片結(jié)合在一起。

    最初，研究團(tuán)隊(duì)的目標(biāo)是3D打印完整的石墨烯結(jié)構(gòu)，而非復(fù)合材料。這在一個(gè)(gè)水基體系里似乎是能夠?qū)崿F(xiàn)的。但該項(xiàng)研究的負(fù)責(zé)人García-Tu?onBlanca解釋說(shuō)(shuō)，這實(shí)(shí)際上是不可能的?！笆┦欠淺Ｊ杷?，因此不抠犥直絻?yōu)渲頻剿湍?。研究人員因此使用了一種經(jīng)(jīng)過(guò)(guò)化學(xué)(xué)改性的石墨烯——也被稱(chēng)(chēng)為石墨烯氧化物（GO）——來(lái)(lái)代替。GO可在水中進(jìn)(jìn)行處理，并建立所需的結(jié)構(gòu)?！?/span>

    簡(jiǎn)(jiǎn)單地說(shuō)(shuō)，它具有類(lèi)(lèi)似塑料線(xiàn)(xiàn)材的功能。García-Tu?onBlanca告訴記者稱(chēng)(chēng)：“我們的配方材料擁有熔融沉積式3D打印工藝中所需要的流動(dòng)(dòng)性和物理性能：他們能夠流過(guò)(guò)很小的噴嘴，并在通過(guò)(guò)后立即固化，保留形狀?！彼f(shuō)(shuō)，“我們用這種二維物質(zhì)(zhì)作為構(gòu)建材料以創(chuàng )(chuàng)建宏觀(guān)(guān)3D結(jié)構(gòu)。我們使用的技術(shù)(shù)被稱(chēng)(chēng)為直接墨水書(shū)(shū)寫(xiě)(xiě)（DIW）也被稱(chēng)(chēng)為直接寫(xiě)(xiě)組件（DWA），或Robocasting?！?/span>

    據(jù)研究人員介紹，這種石墨烯“線(xiàn)(xiàn)材”能夠通過(guò)(guò)擠出頭3D打印100微米層厚的對(duì)象。而García-Tu?onBlanca感覺(jué)(jué)它也可以適用于其它的層厚設(shè)置。一旦3D打印成指定的結(jié)構(gòu)之后，這個(gè)(gè)石墨烯對(duì)象還需要進(jìn)(jìn)行熱處理，以確保它具有石墨烯的所有特性。在此之后，這些3D打印對(duì)象就可以用于各種處理，并且仍然會(huì )(huì)保持其石墨烯的性質(zhì)(zhì)。

    由此來(lái)(lái)看，這項(xiàng)研究似乎是非常成功的，盡管García-Tu?onBlanca指出，“在增材制造和石墨烯技術(shù)(shù)方面仍然有許多挑戰(zhàn)需要克服。離我們能夠直接3D打印出一臺(tái)多材料、多部件、可實(shí)(shí)際使用的設(shè)備還有很長(cháng)(zhǎng)的路要走。

    作為此次研發(fā)(fā)項(xiàng)目的一部分，科學(xué)(xué)家們正在為其石墨烯線(xiàn)(xiàn)材尋找特定的應(yīng)用，比如柔性電子等。他們還聯(lián)(lián)手ImperialInnovations共同探索他們的3D打印石墨烯技術(shù)(shù)的商業(yè)(yè)化路徑。據(jù)說(shuō)(shuō)他們的一些工業(yè)(yè)合作伙伴已經(jīng)(jīng)接近開(kāi)(kāi)發(fā)(fā)出相應(yīng)的應(yīng)用。一項(xiàng)正在進(jìn)(jìn)行中的計(jì)劃是為機(jī)器人結(jié)構(gòu)3D打印石墨烯“皮膚”。(本文來(lái)(lái)源：慧聰網(wǎng)(wǎng))