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高導金屬凝膠實現室溫3D列印
凝膠可使用傳統的3D列印噴嘴進行列印 室溫乾燥更堅固
【本報綜合外電報導】5日，包括美國北卡羅萊納州立大學研究人員在內的一個團隊開發了一種金屬凝膠，這種凝膠具有很高的導電性，可在室溫下列印三維(3D)固態物體，這項技術為製造各種各樣的電子元件和設備打開了大門。
為製造這種金屬凝膠，研究人員從懸浮在水中的微米級銅顆粒溶液開始進行操作，先在其中加入少量的銦鎵合金，這種合金在室溫下是液態金屬；然後攪拌混合物，此時他們發現，液態金屬和銅顆粒基本上相互粘在一起，在水溶液中形成了一個金屬凝膠“網絡”。
論文合著者、北卡羅萊納州立大學化學與生物分子工程教授邁克爾·迪基解釋說，這種凝膠的稠度很重要，因為這說明銅顆粒在整個材料中的分布相當均勻，首先，這意味著粒子網絡連接在一起形成了電子路徑；其次，這意味著銅顆粒不會從溶液中沉澱出來，堵塞列印機。
所得凝膠可使用傳統的3D列印噴嘴進行列印，並能使列印物體保持其形狀。
而且，當列印的3D物體在室溫下乾燥時，會變得更加堅固。
有趣的是，研究人員發現，顆粒的排列方式會影響材料的乾燥方式，例如，如果列印一個圓柱形物體，當它乾燥時，兩邊會比頂部和底部收縮得更多，如果物體在室溫下乾燥，這個過程就比較慢，不會影響物體結構變化，如果對其加熱，如放在80℃的加熱燈下快速乾燥，可能會導致結構變形。
由於此變形是可預測的，這意味著可通過控制列印物體的圖案和乾燥時所施加的熱量，使列印物體改變形狀。
研究還發現，由於列印物體最終含有高達97.5%的金屬，因此具有很高的導電性，雖然它們的導電性不如傳統的銅線，但在室溫下3D列印銅線是不可能的。
↑圖說：金屬3D列印產品(資料圖)
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2023, 7. 7 
