新型納米級3D打印材料可以為衛(wèi)星、無人機和微電子提供更好的保護
引入金屬納米簇
? ? ?為了設(shè)計一種更好的3D打印材料，GU和她的同事將金屬納米團和微小的原子團結(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行印刷，其中印刷材料通過激光引發(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3D打印制作的小巧但堅固的斯坦福標志。來源：John Kulikowski
? ? ? ?研究人員能夠?qū)⒔饘偌{米簇與丙烯酸酯、環(huán)氧樹脂和蛋白質(zhì)結(jié)合起來，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程。例如，通過將納米簇與蛋白質(zhì)結(jié)合，能夠以每秒100毫米的速度進行打印，這比以前在納米級蛋白質(zhì)打印中實現(xiàn)的速度快100倍。
? ? ? ?研究人員用幾種不同的晶格結(jié)構(gòu)測試了他們的新材料，其中一些優(yōu)先考慮了承受重負荷的能力，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)當然很重要，但我們在這里展示的是，如果它所用的材料是優(yōu)化的，這對性能更重要?！盙U說，“如果你有合適的打印材料，你就不必擔心3D結(jié)構(gòu)到底是什么?！?/p>
納米團簇光刻膠的光化學(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，骨骼的彈性來自堅硬的外表、納米級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（大部分時間）傳遞能量，并且仍然保持相對輕量化。理想情況下，3D打印保護結(jié)構(gòu)內(nèi)也會有多種類型的材料，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在一個結(jié)構(gòu)中打印多種材料。”GU說，“這是我們希望實現(xiàn)的目標之一?！?/p>
機械性能比較。
來源：江蘇激光產(chǎn)業(yè)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟
如有侵權(quán)，請及時聯(lián)系刪除！