美國能源部成功打印出3D液體結(jié)構(gòu)

美國能源部勞倫斯伯克利國家實(shí)驗(yàn)室科學(xué)家開發(fā)出一種新的化學(xué)方法，可在一種液體中對另一種液體進(jìn)行控制，使其形成管狀結(jié)構(gòu)。這種利用全液體材料打印三維結(jié)構(gòu)的方法，可用來打印液體電子設(shè)備，為柔性可拉伸設(shè)備提供動力。相關(guān)報告發(fā)表在最新一期《高級材料》雜志上。

研究人員將金納米粒子分散到水中，并將聚合物配體分散到硅油中，然后用改進(jìn)后的3D打印機(jī)將螺紋形的水注入硅油——使一種液體在另一種液體中形成螺紋狀雕刻結(jié)構(gòu)。水注入硅油不久，硅油中許多配體附著到水中的金納米微粒上，在管狀水柱邊界形成一種納米粒子超濾膜，能防止水管破裂成液滴，穩(wěn)定水油界面，將水鎖定在適當(dāng)位置。

該實(shí)驗(yàn)室材料科學(xué)部科學(xué)家湯姆·魯塞爾說，這種穩(wěn)定性可以將水拉伸成水管，或者將水變成橢圓體。他們已經(jīng)打印出直徑在10微米到1毫米之間的水線，并使其形成長達(dá)幾米的各種螺旋和分支形狀。而且，這些材料可以順應(yīng)周圍環(huán)境反復(fù)改變形狀。

魯塞爾說：“這是一種新型材料，可以重新設(shè)計(jì)，有可能按照需要定制成液體反應(yīng)容器，用于化學(xué)合成、離子轉(zhuǎn)運(yùn)、催化等�！�

為了使這種新型液體打印過程自動化，研究人員在一個現(xiàn)成的3D打印機(jī)上安裝了一個注射器泵和液體擠出針。3D打印機(jī)經(jīng)過特殊編程，將針插入油基溶劑，即可將水注入，在其中形成3D模型。