美研究人员使用石墨烯制作3D打印的气凝胶
气凝胶像海绵一样，具有广泛的应用，包括热绝缘体和光学低密度材料。石墨烯凝胶由于其高压缩性和导电性能一直吸引着创新者和研究者的关注。3D打印是生产具有复杂结构的石墨烯气凝胶的一种有效方法。但这不是一个简单的程序，研究人员必须将石墨烯与聚合物或二氧化硅混合，再使用喷墨打印机进行高温定型。之后采用焚烧或化学过程除去聚合物或二氧化硅，但这会破坏凝胶结构。
美国堪萨斯州立大学的研究人员使用了另一种技术，克服了这些问题。氧化石墨烯与水混合后，印刷在低温（-25°C）表面上，每一层都被冻结，以使冰增强氧化石墨烯结的构能。然而当他们把氧化石墨烯悬浮液沉积在冰冻结构中时发现，未冻材料将冰冻结构融化了。当这些印刷层自由混合时，他们再度冻结，形成氢键，从而提高结构的完整性。由于冰的强化作用，研究人员通过使用一个填充纯净水的二次打印机喷嘴，也可以创建复杂的结构。
英国剑桥大学石墨烯中心主任安德列说：“这确实是一个有趣的技术。增材制造在原型制作中普遍使用，使用石墨烯做这种类型的工作是非常好的。”
现在研究人希望使用多喷嘴的方法改善技术，使用多种材料来制造气凝胶结构。
（作者系工业和信息化部电子科学技术情报研究所）
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