科研人員研究用液體金屬進行3D打印獲突破
魔猴君 科技前沿 3508天前
如果您是80后,那么您多半看過經(jīng)典科幻電影《終結(jié)者2》,該片中實力強大的液態(tài)金屬機器人殺手T-1000恐怕會讓很多人心懷畏懼,祈禱像這樣的怪物永遠(yuǎn)也不要在現(xiàn)實中出現(xiàn)。但是科學(xué)的發(fā)展總是不那么盡如人意,美國普度大學(xué)最近的一項研究暗示,我們可能有一天會3D打印出各種有趣的液態(tài)金屬物體(希望沒有T-1000)。
在即將于4月18日出版的《Advanced Materials》雜志上,有三位科學(xué)家(Rebecca K. Kramer、John William Boley和Edward L. White)發(fā)表了一篇論文,這篇文章介紹了一種使用液體金屬3D打印像軟機器人、可穿戴小物件以及其它柔性電子產(chǎn)品之類的對象的方法。這個技術(shù),他們稱之為機械燒結(jié)鎵銦納米粒子,可以制造出各種不可思議的電子產(chǎn)品,也許有一天,甚至?xí)霈F(xiàn)一些類似于T-1000的機器人(當(dāng)然,它們肯定是用來保護人類的)。
“我們希望能夠制造出可伸縮的電子設(shè)備,并將其用在一些柔性機器上,比如需要擠過狹小空間的機器人,或不會受到人體活動影響的可穿戴技術(shù)?!逼斩纱髮W(xué)機械工程助理教授Rebecca Kramer說:“用液態(tài)金屬制成的導(dǎo)管可以可拉伸變形而不會斷裂?!?/span>
研究人員已經(jīng)能夠?qū)⑷嵝越饘賹?dǎo)管打印成衣服,以及其它彈性材料。他們還將進一步地研究,并找出新的方法,以使這樣的物品可以實現(xiàn)大規(guī)模制造。
目前,該研究團隊開發(fā)的液體金屬打印技術(shù)的工作方式是相當(dāng)有趣的。首先,用超聲波將液態(tài)金屬合金與一種非金屬溶劑混合在一起制備出墨水。超聲波設(shè)備引起的振動會把液體金屬打散成非常微小的金屬納米粒子?;旧线@種墨水就是由微小的納米顆粒組成的,而且能夠通過一個噴墨盒噴射出來。這在對其進行超聲波處理前是不可能實現(xiàn)的。
“普通的液態(tài)金屬是不能噴墨的?!?/span> Kramer解釋說?!八晕覀円龅木褪侵圃斐鲎銐蛐〉摹⒖梢酝ㄟ^噴墨嘴的液態(tài)金屬納米粒子。用超聲波去處理在載體溶劑(如乙醇)中的液體金屬,會讓它產(chǎn)生納米顆粒和并分散在溶劑中。然后我們可以將墨水打印到任何基材上。乙醇很快就蒸發(fā)掉了,然后表面上只留下了液態(tài)金屬納米粒子”。
當(dāng)打印完成后,這些液體金屬納米粒子就必須重新連接起來,研究人員只需在材料上施加輕微的壓力就可以做到。您可以把它想象成水中的很多小油滴重新結(jié)合的樣子,只在尺寸上要小得多,然后這些材料重新具有了導(dǎo)電性。這種方法最不可思議之處是,只需在指定的路徑上施加壓力,研究人員就可以選擇那些區(qū)域的材料可以導(dǎo)電。
“我們只需在這些區(qū)域施加壓力,即可選擇性地激活電子裝置?!?/span>Kramer說。
正如上面提到的,研究人員仍然有很多工作要做。 如果該材料可通過噴墨裝置進行打印,那么它就完全可能用在基于噴墨技術(shù)的3D打印機上。當(dāng)然如果要通過層疊形成3D對象的話還需要克服液體金屬的流動性問題。(本文來源:天工社)