3D打印世界最轻的材料（比空气还轻）！

Posted 2020-07-05

3D打印世界最轻的材料（比空气还轻）！

气凝胶（Aerogels）是世界上最轻的材料之一。石墨烯气凝胶（Graphene aerogel）又是该品类中最轻的一种——一大块放在小棉花球上都不会有压痕。

据美国网站QUARTZ报道，这种材料的密度约为水的千分之一，比空气还轻！超低密度的气凝胶应用范围极广，研究人员发现，它可以用来吸取漏油、制作“隐形”斗篷等。

目前，纽约州立大学水牛城分校（State University of New York at Buffalo，简称SUNY Buffalo）科学家在《Small》期刊上发表的文章表示，已经知道如何用3D打印技术打印石墨烯气凝胶，但目前仅限于实验室的原型。

 

石墨烯只是一个碳原子单层。自2004年首次成功分离以来，因强度、柔软性和传导性等特性备受追捧。本质上，气凝胶是一种用空气代替液体的凝胶。石墨烯气凝胶因高压缩性和强导电性闻名。这些特性均源自材料本身的结构，但却给3D打印技术生产带来了难点。

通常来说，为了能用喷墨打印机打印，会在3D打印气凝胶的核心材料中混合聚合物等其它原料，结构形成后，用化学手段移除聚合物即可。但对石墨烯气凝胶而言，这样做无疑会破坏其结构。

SUNY Buffalo的研究人员给出了解决方案。他们将石墨烯氧化物——石墨烯和氧原子与水混合，再在－25℃的接触面上加层——能立即冻住每一层。有了冰的支撑，也不会打断气凝胶的生成。

完成上述过程后，在不破坏微结构的前提下，用“冷冻干燥”的液氮移除冰块，排出水。之后再加热材料排除氧原子，这样气凝胶中就只剩下了石墨烯。最后得到的固体的密度约为0.5～10kg/m³。截至目前，世界上最轻的气凝胶密度为0.16 kg/m³。

 

在将科技转化为工业应用的过程中，3D打印材料越来越重要。3D打印机能根据需求，创造特定形状和形式的物体。例如，3D打印不仅能帮助气凝胶行业更快的创新，还能生产已经停产的旧模型部件。

据介绍，SUNY Buffalo研究人员目前正拓展他们的3D打印技术，创造其它类型的气凝胶。

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