盡管目前大多數(shù)桌面級3D打印機都僅限于塑料線(xiàn)材，但許多制造專(zhuān)家都認為，該技術(shù)更多的創(chuàng )(chuàng)造潛力蘊藏在范圍更廣的其它材料及其應用特性上，比如石墨烯這種神奇的高科技材料。因此，當倫敦一個(gè)科學(xué)家團隊成功地使用石墨烯材料完成3D打印后，不可避免地吸引了眾多關(guān)注的目光。

    眾所周知，石墨烯是一種由碳原子構成的單層片狀結構的新材料，只有一個(gè)碳原子的厚度。它有很多有趣的特性：幾乎完全透明、導電性強、可彎折、機械強度好（比鋼強約一百倍）。從它2004年第一次被成功制造出來(lái)之后，就被科技界廣泛看好，認為它是一種顛覆性的全新材料。

    近日，來(lái)自倫敦帝國學(xué)院材料系的一個(gè)研究團隊，由EstherGarciaTunonBlanca、SuelenBarg、VictoriaGarciaRocha和EduardoSaizGutierrez教授組成，并聯(lián)(lián)合來(lái)自Warwick大學(xué)、Bath大學(xué)和deSantiagodeCompostela大學(xué)的團隊，找到了一種3D打印石墨烯的方法。

    他們開(kāi)發(fā)(fā)的這種技術(shù)主要基于FDM3D打印，已經(jīng)發(fā)(fā)表在今年1月份出版的《AdvancedMaterials》雜志上，標題《為使用石墨烯進(jìn)行三維度打?。≒rintinginThreeDimensionswithGraphene）》。

    這里需要說(shuō)明的是，要制造石墨烯對象需要精準地復制出石墨烯六邊形圖案。為了做到這一點(diǎn)，倫敦帝國學(xué)院的團隊開(kāi)發(fā)(fā)出了一種“FDM線(xiàn)材”，這種線(xiàn)材含有混合了響應型聚合物（可誘導觸發(fā)(fā)某種行為的聚合物）的石墨烯薄片。在這種情況下，石墨烯薄片的化學(xué)屬性發(fā)(fā)生了一定的變化，使其具有了適當?shù)惱硰椥?，并能與上下層石墨烯薄片結合在一起。

    最初，研究團隊的目標是3D打印完整的石墨烯結構，而非復合材料。這在一個(gè)水基體系里似乎是能夠實(shí)現(xiàn)的。但該項研究的負責人García-Tu?onBlanca解釋說(shuō)，這實(shí)際上是不可能的?！笆┦欠浅Ｊ杷?，因此不可能直接配制到水基油墨中。研究人員因此使用了一種經(jīng)過(guò)化學(xué)改性的石墨烯——也被稱(chēng)為石墨烯氧化物（GO）——來(lái)代替。GO可在水中進(jìn)行處理，并建立所需的結構?！?/span>

    簡(jiǎn)單地說(shuō)，它具有類(lèi)似塑料線(xiàn)材的功能。García-Tu?onBlanca告訴記者稱(chēng)：“我們的配方材料擁有熔融沉積式3D打印工藝中所需要的流動(dòng)性和物理性能：他們能夠流過(guò)很小的噴嘴，并在通過(guò)后立即固化，保留形狀?！彼f(shuō)，“我們用這種二維物質(zhì)作為構建材料以創(chuàng )(chuàng)建宏觀(guān)3D結構。我們使用的技術(shù)被稱(chēng)為直接墨水書(shū)寫(xiě)（DIW）也被稱(chēng)為直接寫(xiě)組件（DWA），或Robocasting?！?/span>

    據(jù)研究人員介紹，這種石墨烯“線(xiàn)材”能夠通過(guò)擠出頭3D打印100微米層厚的對象。而García-Tu?onBlanca感覺(jué)它也可以適用于其它的層厚設置。一旦3D打印成指定的結構之后，這個(gè)石墨烯對象還需要進(jìn)行熱處理，以確保它具有石墨烯的所有特性。在此之后，這些3D打印對象就可以用于各種處理，并且仍然會(huì )保持其石墨烯的性質(zhì)。

    由此來(lái)看，這項研究似乎是非常成功的，盡管García-Tu?onBlanca指出，“在增材制造和石墨烯技術(shù)方面仍然有許多挑戰(zhàn)需要克服。離我們能夠直接3D打印出一臺多材料、多部件、可實(shí)際使用的設備還有很長(cháng)的路要走。

    作為此次研發(fā)(fā)項目的一部分，科學(xué)家們正在為其石墨烯線(xiàn)材尋找特定的應用，比如柔性電子等。他們還聯(lián)(lián)手ImperialInnovations共同探索他們的3D打印石墨烯技術(shù)的商業(yè)(yè)化路徑。據(jù)說(shuō)他們的一些工業(yè)(yè)合作伙伴已經(jīng)接近開(kāi)發(fā)(fā)出相應的應用。一項正在進(jìn)行中的計劃是為機器人結構3D打印石墨烯“皮膚”。(本文來(lái)源：慧聰網(wǎng)(wǎng))