科研人員研究用液體金屬進(jìn)行3D打印獲突破

魔猴君  科技前沿   3648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(shí)力強(qiáng)大的液態(tài)金屬機(jī)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(shí)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(xiàng)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(jī)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(gè)技術(shù)，他們稱之為機(jī)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(jī)器人（當(dāng)然，它們肯定是用來保護(hù)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(jī)器上，比如需要擠過狹小空間的機(jī)器人，或不會受到人體活動影響的可穿戴技術(shù)。”普渡大學(xué)機(jī)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。”

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(jìn)一步地研究，并找出新的方法，以使這樣的物品可以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模制造。

目前，該研究團(tuán)隊(duì)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。基本上這種墨水就是由微小的納米顆粒組成的，而且能夠通過一個(gè)噴墨盒噴射出來。這在對其進(jìn)行超聲波處理前是不可能實(shí)現(xiàn)的。

“普通的液態(tài)金屬是不能噴墨的。” Kramer解釋說。“所以我們要做的就是制造出足夠小的、可以通過噴墨嘴的液態(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。”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(jìn)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(jī)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）