| （中國粉體技術網/班建偉）美國勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室（LLNL）的研究人員宣布了一項3D打印應用新突破，他們3D打印的輕量級石墨烯氣凝膠展現了超級可壓縮性，提供了高達90％的壓縮應變。氣凝膠，是世界上密度最輕的固體，也被稱為“凝煙”，它是用氣體取代凝膠中的液體制成的，因此其重量的90%以上是空氣，這種極輕物質具有一些杰出的特性。
通過直接使用油墨進行3D打印，LLNL的研究人員已經能夠設計出一種革命性的架構，遠遠超過傳統的創建大宗石墨烯氣凝膠的方法，傳統的方法只能“產生隨機的孔隙結構”，不能為像傳感器、液流電池、分離器等這些項目提供有效的機械傳輸。
“使用一種可控、可量度的制造方法來根據特定的應用，設計出定制的宏觀架構來制造石墨烯氣凝膠，已經成了我們能夠解決的挑戰。”工程師Marcus Worsley說，他是相關論文的共同作者之一，該論文已經發表在了4月22日版的《Nature Communications》上。
“3D打印可以實現氣凝膠孔結構的智能設計，從可以控制它的質量傳輸（由于其小而曲折的孔結構，氣凝膠通常需要很高的壓力梯度才能實現質量傳輸）和物理屬性的優化，比如剛性等。這一進展為將氣凝膠用于新穎和創造性的應用開拓了設計空間。”
在這一新的工藝中，研究人員使用的是還有石墨烯氧化物（GO）成分的打印油墨。這種油墨是由水性石墨烯氧化物懸浮液和二氧化硅填料組成的，在3D打印時通過一個微型噴嘴擠出。
通過3D打印制造出的石墨烯氣凝膠微格（microlattice）具有優異的導電性和高表面積，可以作為一種存儲能量的新載體，并可用于傳感器、納米電子學、催化、分離等應用。
“在氣凝膠上采用3D打印技術可以制造出無數復雜的氣凝膠架構以供應用，比如其機械性能和可壓縮性，這是從來沒有過的成就。”該論文的另一合作者Cheng Zhu說。
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