3D列印石墨烯氣凝膠獲得吉尼斯世界紀錄

近日，三名來自法羅大學、堪薩斯州立大學及中國蘭州大學的材料工程師開發的3D列印石墨烯氣凝膠被吉尼斯世界紀錄評為「密度最小的3D列印結構」。該結構重量非常輕，每立方厘米僅重0.5毫克，可以放在棉球或花瓣的頂端而不會掉下來。對3D列印行業來說，該研究具有里程碑式的重要意義。

所謂的氣凝膠，是一種具有海綿狀結構的低密度材料。它可以用於很多重要的用途，比如作為熱和光的絕緣體等。而研究人員們尤為感興趣的是石墨烯與氣凝膠相結合所獲得的一些特別的屬性，比如高壓縮性、高電導率和一直被熱捧的在製造可能的減震結構、固態電池和催化劑等方面的用途。

「這種極輕的3D列印石墨烯氣凝膠有很多重要特性，可被用來製造更好的柔性電子器件、電池、半導體甚至建築物絕緣體，在我們的日常生活中有著巨大的應用潛力。」研究人員表示。

為了3D列印他們的石墨烯氣凝膠，三名工程師使用了一台具有兩個噴嘴的改良版噴墨印表機。將氧化石墨烯和水混合的3D列印液滴放進-20℃的冰箱中，得到由石墨烯和水組成的3D冰結構，使石墨烯保持形狀。在3D列印結構之後，研究人員將3D列印材料放置在冷凍乾燥器中，通過高真空和低溫去除冰。留下3D列印石墨烯氣凝膠，室溫下也能保持形狀不變。

他們將石墨烯氧化物與水混合在一起，然後再零下25攝氏度的溫度下將其3D列印到一個表面上。這樣每列印出來的一層都會被冰凍住，然後在冰的支持下再列印下一層。而且，他們發現當沉積這些石墨烯氧化懸浮物到冷凍結構上時，未凍的材料會解凍已經結冰的表面，從而造成層與層之間自由混合并重新結冰，形成了氫鍵和並改善了氣凝膠結構的完整性。另外通過使用第二個注滿純水的3D印表機噴嘴，他們也可以創建複雜結構，因為水形成了冰支撐，在此基礎上他們就能層積石墨烯氧化懸浮物。

最後，將產生的氣凝膠至於液氮中進行冷凍乾燥以去除水分，然後加熱使其成為氣凝膠。根據這種技術，研究者們能夠創建出密度範圍在0.5到10毫克每立方厘米的氣凝膠，而且其具有良好的導電性和高壓縮性。如今，研究人員希望能夠進一步研究他們的多噴嘴方法是否可以使用多種材料創建氣凝膠結構。

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！