天然材料的高強度重量比不僅僅取決于制造它們的材料，而且還取決于這些材料在其內(nèi)部結(jié)構(gòu)化的方式，如木材和骨頭。近日，由華盛頓州立大學(xué)的副教授Rahul Panat領(lǐng)導(dǎo)的科學(xué)家研究小組設(shè)計了一種3D打印技術(shù)，允許他們模仿這樣復(fù)雜的納米結(jié)構(gòu)，該技術(shù)可以實現(xiàn)一些實際應(yīng)用。

該方法包括首先將建造材料破碎成納米顆粒，盡管研究人員選擇使用銀，但是可以使用許多其它材料。

然后將這些顆粒與溶劑（乙二醇）混合以形成油墨，然后將其氣霧化以形成由單獨的液滴組成的霧。隨后使用氣溶膠噴射打印機將這些液滴射到正在建造的3D結(jié)構(gòu)內(nèi)的精確位置，在那里它們緊貼在一起。最后，施加熱能以蒸發(fā)溶劑，并將顆粒燒結(jié)在一起。

所得到的微小結(jié)構(gòu)被認為具有高強度特征，加上它們是多孔的，并且提供大的表面積。到目前為止，它們已經(jīng)被建立在形狀如微型腳手架桁架、環(huán)形柱、螺旋和手風琴式電子連接上。據(jù)Panat聲稱，該方法不僅快速、有效，而且產(chǎn)生的浪費很少，例如在主結(jié)構(gòu)的形成期間不需要犧牲性支撐結(jié)構(gòu)。

Panat說：“這是從納米到宏觀尺度的材料在三維構(gòu)造中的突破性進展，應(yīng)用于電池、輕質(zhì)超強材料、催化轉(zhuǎn)換器、超級電容器和生物支架。實現(xiàn)這種技術(shù)可以填補很多關(guān)鍵的差距。”

該研究論文最近發(fā)表在“科學(xué)進展”雜志上。

延伸閱讀：澳洲科學(xué)家研發(fā)出世界上第一個3D打印氮化硼納米管