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科研人員研究用液體金屬進(jìn)行3D打印獲突破

魔猴君  科技前沿   3451天前

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如果您是80后,那么您多半看過(guò)經(jīng)典科幻電影《終結(jié)者2》,該片中實(shí)力強(qiáng)大的液態(tài)金屬機(jī)器人殺手T-1000恐怕會(huì)讓很多人心懷畏懼,祈禱像這樣的怪物永遠(yuǎn)也不要在現(xiàn)實(shí)中出現(xiàn)。但是科學(xué)的發(fā)展總是不那么盡如人意,美國(guó)普度大學(xué)最近的一項(xiàng)研究暗示,我們可能有一天會(huì)3D打印出各種有趣的液態(tài)金屬物體(希望沒(méi)有T-1000)。


在即將于418日出版的《Advanced Materials》雜志上,有三位科學(xué)家(Rebecca K. Kramer、John William BoleyEdward L. White)發(fā)表了一篇論文,這篇文章介紹了一種使用液體金屬3D打印像軟機(jī)器人、可穿戴小物件以及其它柔性電子產(chǎn)品之類的對(duì)象的方法。這個(gè)技術(shù),他們稱之為機(jī)械燒結(jié)鎵銦納米粒子,可以制造出各種不可思議的電子產(chǎn)品,也許有一天,甚至?xí)霈F(xiàn)一些類似于T-1000的機(jī)器人(當(dāng)然,它們肯定是用來(lái)保護(hù)人類的)。



“我們希望能夠制造出可伸縮的電子設(shè)備,并將其用在一些柔性機(jī)器上,比如需要擠過(guò)狹小空間的機(jī)器人,或不會(huì)受到人體活動(dòng)影響的可穿戴技術(shù)?!逼斩纱髮W(xué)機(jī)械工程助理教授Rebecca Kramer說(shuō):“用液態(tài)金屬制成的導(dǎo)管可以可拉伸變形而不會(huì)斷裂?!?/span>


研究人員已經(jīng)能夠?qū)⑷嵝越饘賹?dǎo)管打印成衣服,以及其它彈性材料。他們還將進(jìn)一步地研究,并找出新的方法,以使這樣的物品可以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模制造。



目前,該研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)的液體金屬打印技術(shù)的工作方式是相當(dāng)有趣的。首先,用超聲波將液態(tài)金屬合金與一種非金屬溶劑混合在一起制備出墨水。超聲波設(shè)備引起的振動(dòng)會(huì)把液體金屬打散成非常微小的金屬納米粒子?;旧线@種墨水就是由微小的納米顆粒組成的,而且能夠通過(guò)一個(gè)噴墨盒噴射出來(lái)。這在對(duì)其進(jìn)行超聲波處理前是不可能實(shí)現(xiàn)的。


“普通的液態(tài)金屬是不能噴墨的。” Kramer解釋說(shuō)。“所以我們要做的就是制造出足夠小的、可以通過(guò)噴墨嘴的液態(tài)金屬納米粒子。用超聲波去處理在載體溶劑(如乙醇)中的液體金屬,會(huì)讓它產(chǎn)生納米顆粒和并分散在溶劑中。然后我們可以將墨水打印到任何基材上。乙醇很快就蒸發(fā)掉了,然后表面上只留下了液態(tài)金屬納米粒子”。


當(dāng)打印完成后,這些液體金屬納米粒子就必須重新連接起來(lái),研究人員只需在材料上施加輕微的壓力就可以做到。您可以把它想象成水中的很多小油滴重新結(jié)合的樣子,只在尺寸上要小得多,然后這些材料重新具有了導(dǎo)電性。這種方法最不可思議之處是,只需在指定的路徑上施加壓力,研究人員就可以選擇那些區(qū)域的材料可以導(dǎo)電。


“我們只需在這些區(qū)域施加壓力,即可選擇性地激活電子裝置。”Kramer說(shuō)。


正如上面提到的,研究人員仍然有很多工作要做。 如果該材料可通過(guò)噴墨裝置進(jìn)行打印,那么它就完全可能用在基于噴墨技術(shù)的3D打印機(jī)上。當(dāng)然如果要通過(guò)層疊形成3D對(duì)象的話還需要克服液體金屬的流動(dòng)性問(wèn)題。(本文來(lái)源:天工社)

   
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