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前段時間,中國“少年天才”曹原的研究,將石墨烯的應(yīng)用領(lǐng)域推向新的高度,而現(xiàn)在3D打印行業(yè)也在思考:能否將石墨烯擴展到3D打印行業(yè)領(lǐng)域,這或許是件具有革命性、創(chuàng)新性的影響,但目前前提是,科學(xué)家是否在石墨烯3D打印方面取得了成功?我們嘗試著回答這個問題。
可否能利用石墨烯進行3D打?。?/p>
首先,石墨烯的材質(zhì)是純碳,它就像煤和石墨一樣。那么,它有什么特別的能讓我們看到可能性呢?石墨烯以單層碳原子的形式存在于蜂窩狀結(jié)構(gòu)中。這種聯(lián)系非常強烈,但很輕。事實上,科學(xué)家說石墨烯比鉆石強10倍,比鋼強100倍。
除了令人印象深刻的強度和輕,石墨烯是導(dǎo)電的。這意味著石墨烯在我們所有的電子產(chǎn)品中都有取代硅的極大潛力。當(dāng)然,專家們也注意到了石墨烯在柔性顯示器生產(chǎn)中的巨大潛力,因為它既柔軟又透明,而且導(dǎo)電。但是,由于原子鍵只在橫向存在,所以它只能存在于二維中。一旦多層石墨烯相互疊加,就會得到性能相對較差的石墨。這意味著3D打印純石墨烯是不可能的。只有當(dāng)石墨烯與粘合劑混合時,才有可能形成3D結(jié)構(gòu)。將石墨烯進行FDM 3D打印?來自倫敦帝國理工學(xué)院材料系的研究小組設(shè)計了一種解決方案,能夠用石墨烯-聚合物復(fù)合材料制造3D物體。
他們的方案基于FDM 3D打印,并使用由聚合物和石墨烯片組成的特殊長絲。石墨烯賦予了石墨烯薄片驚人的特性,而聚合物使這些薄片能夠粘合以形成一個3D物體。他們的研究發(fā)現(xiàn),最后一部分要想充分發(fā)揮石墨烯的作用,3D打印對象必須在打印后暴露在高溫下。這個“設(shè)置”成就了最終物體。到目前為止,他們已經(jīng)取得了成功,但由于這是一個相當(dāng)新的項目,這項技術(shù)仍然無法打印非常精確或大型的物體。但不管怎么說,這對石墨烯3D打印研究方面向前邁出的一大步。目前,由于石墨烯是一種非常昂貴且獨特的材料,研究人員很難想出如何實現(xiàn)石墨烯的3D打印。石墨烯不僅對3D打印具有很大的挑戰(zhàn)性,而且價格昂貴又難以生產(chǎn)。關(guān)于石墨烯的炒作始于2004年的一個石墨和磁帶實驗。從那時起,許多科學(xué)家和工程師認(rèn)識到石墨烯的非凡特性,聲稱它確實可以給不同的行業(yè)帶來革命。
目前,為了使石墨烯能將革命帶入各種工業(yè),必須能夠大規(guī)模生產(chǎn)石墨烯,這樣才能應(yīng)用到各個產(chǎn)業(yè)當(dāng)中,然而,當(dāng)前的問題是我們?nèi)匀粺o法大規(guī)模地進行石墨烯3D打印。目前所有的發(fā)展都只是針對微小的結(jié)構(gòu)。綜上所述,我們還處于石墨烯3D打印的早期階段。到目前為止,取得的進展似乎很有希望,但在石墨烯開始進入我們將每天與之互動的所有事物之前,還有很長的路要走。
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