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新型等离子3D打印技术:智能穿戴制造业的颠覆者

2016-04-06 13:11 [3D打印] 来源于:aip
导读:专家团队最新研发的等离子3D打印系统则不需要热处理程序,整个制造过程只需要40摄氏度左右的温度,而且也不要求打印材料一定是液态的油墨。NASA Ames研究中心的Mayya Meyyappan说:“利

  近日,美国宇航局Ames研究中心携手SLAC国家加速器实验室开发出一种等离子3D打印技术,能够将纳米材料嵌入到柔性耗材中,非常适合制造智能穿戴装置。

  纳米3D打印通常使用喷墨3D打印机,但并不是所有的材料都能制成液体油墨,极大地限制了其进一步发展。虽然已有的气溶胶3D打印技术可以部分解决这一问题,但是该技术将纳米材料沉积到柔性基板上后需要加热至几百度来干燥油墨,这使得常见的纸或者布料无法使用这一技术。

  专家团队最新研发的等离子3D打印系统则不需要热处理程序,整个制造过程只需要40摄氏度左右的温度,而且也不要求打印材料一定是液态的油墨。NASA Ames研究中心的Mayya Meyyappan说:“利用这项技术,使用者可以将纳米材料沉积在纸、塑料、棉花,甚至任何织物上。”

  该喷嘴通过氦等离子体的开关来喷射纳米管。当等离子体关闭时,纳米管的密度小,而该等离子体能够以很高的密度和良好的附着力将纳米管聚集在基板上。

  研究团队用几个实例展示了这一创新型技术:

  纸张上覆盖一层碳纳米管---他们通过一个喷嘴直接将碳纳米管和氦离子等离子体的混合物喷到纸上,等离子体能将粒子集中在纸的表面,形成一个稳固的层而且不需要进一步处理。

新型等离子3D打印技术:智能穿戴制造业的颠覆者

  3D打印化学传感器---通过将某种分子添加到纳米管与等离子体的混合物中,可以改变纳米管的电阻并对某些化合物产生反应,这个化学传感器是用来检测氨气的。

  3D打印生物传感器---同样的技术,研究团队用等离子3D打印技术制作了一个响应多巴胺的传感器,这是一种与帕金森或者癫痫症之类的疾病有关的神经传递素。

  等离子3D打印技术非常灵活,能够应用到很多领域,只需按照特定要求更改或添加喷嘴即可。例如,花洒式的喷嘴可以实现一次性大范围打印;也可以是软管一般的喷嘴,在三维曲面上喷涂纳米材料。

  研究团队还在进一步优化这一技术,使其能打印更多材料,如导电性较高的铜材料,从而可以将铜纳米打印遭很薄的金属板上,制造出体积极小但能量强大的电池。同时,专家们致力于降低其成本,以实现其商业化。Meyyappan说:“这种技术可以完成喷墨打印无法实现的东西,非常具有市场竞争力。”

(编辑:admin)

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