科学家通过改装3D打印机来打印完全由液体组成的3D结构
2018/4/3 中国科学院武汉文献情报中心

    

     来自美国能源部劳伦斯伯克利国家实验室的研究人员，已开发出一种新的打印方法。该方法通过改装过的3D打印机来打印完全由液体组成的3D结构。该团队通过在硅油中注入水(用一种液体和另一种液体可制得雕刻管)实现了这一目标。这种方法可在10微米到1毫米直径的范围内打印。打印结构可具有不同的螺旋和分支，其长度可达数米。材料也可适应周围环境并反复改变其形状。伯克利实验室材料科学部的客座教授汤姆·拉塞尔在一份声明中说:“这是一种可重新配置自身的新型材料，它有可能被定制为具有许多用途的液体反应容器，应用范围包括：化学合成、离子传输及催化等诸多领域。”首先，研究人员开发了一种方法，将水注入一种特殊的纳米颗粒表面活性剂中。这种表面活性剂将水锁住，防止管道破裂成水滴。研究人员称，这种表面活性剂是通过将黄金纳米颗粒分散到水和聚合物配体中来实现的。当水注入到油中后，油中的几十个配体附着在水中的单个纳米颗粒上，形成纳米微粒的超级肥皂。这些超级肥皂聚集在一起玻璃化，这将使油和水之间的界面稳定，并使液体结构保持原位。“这种稳定性意味着我们可把水延伸到管子里，当然，它仍是一根管子，”拉塞尔说。“或者我们也可以把水变成椭圆体—它仍是一个椭圆体。我们已用这些纳米颗粒来印出可持续数月的水管。”研究人员随后改装了一个现成3D打印机，把打印塑料的部件设计成挤出液体的注射器泵和针头。然后，研究小组对一台打印机进行编程，将针插入到油基板中，并以预先确定的模式注入水。“我们可以从针头上挤压液体，在三维空间中放置任何我们想要的水，”材料科学部门的博士后研究员Joe Forth在一份声明中说。“我们也可以用外力来破坏材料，这只是暂时打破超级皂的稳定性和改变了水螺纹的形状。”因为，这种结构是无限可重构的。全液体材料可为液体电子设备铺平道路，这些液体电子能提供灵活可伸缩的装置，同时也能通过化学方法对管道和流动的分子进行化学调节，从而以新的方式来分离分子，或者也能精确地将纳米级的“建筑材料”运送到“建筑”主体中去。

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