液體3D打印：伯克利實(shí)驗(yàn)室利用水和油創(chuàng)建復(fù)雜的全液態(tài)3D結(jié)構(gòu)
時(shí)間：2018-03-27 21:48 來(lái)源：中國(guó)3D打印網(wǎng) 作者：中國(guó)3D打印網(wǎng) 閱讀：次
來(lái)自美國(guó)能源部勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家小組設(shè)計(jì)出了一種能夠制造完全液態(tài)結(jié)構(gòu)的3D打印方法。該技術(shù)使用特殊的3D打印機(jī)將“水線”沉積到硅油基底中，可用于構(gòu)建液體電子和化學(xué)合成。
3D打印不僅僅是沉積熔化的塑料層來(lái)構(gòu)建一個(gè)多花瓶。正如伯克利實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家所表明的那樣，該技術(shù)甚至延伸到完全由液體制成的印刷結(jié)構(gòu)。也就是說(shuō)，通過(guò)將細(xì)水線打印到硅油物質(zhì)中，他們已經(jīng)證明了在另一種液體內(nèi)3D打印液體管結(jié)構(gòu)的能力。在研究的這個(gè)階段，科學(xué)家們已經(jīng)印刷出直徑在10微米和1毫米之間的水線，并且創(chuàng)造了許多不同的結(jié)構(gòu)類(lèi)型，包括長(zhǎng)達(dá)幾米的復(fù)雜螺旋形和分枝形圖案。 伯克利實(shí)驗(yàn)室的客座科學(xué)家，正在研究該技術(shù)的Tom Russell解釋說(shuō)，3D打印液體結(jié)構(gòu)甚至能夠改變其形狀并適應(yīng)周?chē)h(huán)境。
（圖片：伯克利實(shí)驗(yàn)室）
所謂的“納米粒子超濾”是通過(guò)將金納米粒子加入水中并將聚合物配體加入油中而制成的。當(dāng)兩種液體接觸時(shí)，金納米粒子和聚合物配體試圖彼此附著，但油和水保持分離。當(dāng)水物質(zhì)實(shí)際沉積到油基中時(shí)，油中的配體附著到水中的單個(gè)納米顆粒上，最終形成納米顆粒超濾層。其結(jié)果是在油和水之間的玻璃狀穩(wěn)定層將水線保持在位。為了實(shí)現(xiàn)新型液體印刷工藝的自動(dòng)化，研究人員通過(guò)安裝注射泵和液體擠出針來(lái)修改現(xiàn)成的3D打印機(jī)。 3D打印機(jī)然后被專(zhuān)門(mén)編程以將針插入油基并且以由3D模型確定的模式注入水。
3D打印不僅僅是沉積熔化的塑料層來(lái)構(gòu)建一個(gè)多花瓶。正如伯克利實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家所表明的那樣，該技術(shù)甚至延伸到完全由液體制成的印刷結(jié)構(gòu)。也就是說(shuō)，通過(guò)將細(xì)水線打印到硅油物質(zhì)中，他們已經(jīng)證明了在另一種液體內(nèi)3D打印液體管結(jié)構(gòu)的能力。在研究的這個(gè)階段，科學(xué)家們已經(jīng)印刷出直徑在10微米和1毫米之間的水線，并且創(chuàng)造了許多不同的結(jié)構(gòu)類(lèi)型，包括長(zhǎng)達(dá)幾米的復(fù)雜螺旋形和分枝形圖案。 伯克利實(shí)驗(yàn)室的客座科學(xué)家，正在研究該技術(shù)的Tom Russell解釋說(shuō)，3D打印液體結(jié)構(gòu)甚至能夠改變其形狀并適應(yīng)周?chē)h(huán)境。
（圖片：伯克利實(shí)驗(yàn)室）
他說(shuō)：“這是一種新的材料，可以重新配置自身，并且可以定制到液體反應(yīng)容器中用于許多用途，從化學(xué)合成到離子轉(zhuǎn)運(yùn)到催化。”材料科學(xué)博士后研究員Joe Forth以及其他許多科學(xué)家合作實(shí)現(xiàn)該項(xiàng)目，而Russell認(rèn)為，液體3D打印技術(shù)可用于液體電子器件（柔性，可拉伸器件）以及化學(xué)合成。對(duì)于后者，科學(xué)家們解釋說(shuō)，印刷管可以進(jìn)行“化學(xué)調(diào)整”并使分子流過(guò)它們，這可以提供一種新的創(chuàng)新方法來(lái)分離分子或?qū)ⅰ凹{米級(jí)構(gòu)建模塊”提供給化合物。
為了實(shí)現(xiàn)將液體印刷到液體中而不會(huì)變成液體，科學(xué)家們必須提出一些創(chuàng)新解決方案。其中之一是用特殊的肥皂樣物質(zhì)涂布印花水管。更確切地說(shuō)，水管被涂覆在納米粒子衍生的表面活性劑中，使得它們保持其形狀并防止它們分散成液滴。所謂的“納米粒子超濾”是通過(guò)將金納米粒子加入水中并將聚合物配體加入油中而制成的。當(dāng)兩種液體接觸時(shí)，金納米粒子和聚合物配體試圖彼此附著，但油和水保持分離。當(dāng)水物質(zhì)實(shí)際沉積到油基中時(shí)，油中的配體附著到水中的單個(gè)納米顆粒上，最終形成納米顆粒超濾層。其結(jié)果是在油和水之間的玻璃狀穩(wěn)定層將水線保持在位。為了實(shí)現(xiàn)新型液體印刷工藝的自動(dòng)化，研究人員通過(guò)安裝注射泵和液體擠出針來(lái)修改現(xiàn)成的3D打印機(jī)。 3D打印機(jī)然后被專(zhuān)門(mén)編程以將針插入油基并且以由3D模型確定的模式注入水。
創(chuàng)新的3D打印研究由能源部科學(xué)辦公室資助，最近發(fā)表在“高級(jí)材料”雜志上。
中國(guó)3D打印網(wǎng)譯自：3ders.org
(責(zé)任編輯：admin)
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