科研人員研究用液體金屬進行3D打印獲突破

魔猴君  科技前沿   3716天前

如果您是80后，那么您多半看過經典科幻電影《終結者2》，該片中實力強大的液態金屬機器人殺手T-1000恐怕會讓很多人心懷畏懼，祈禱像這樣的怪物永遠也不要在現實中出現。但是科學的發展總是不那么盡如人意，美國普度大學最近的一項研究暗示，我們可能有一天會3D打印出各種有趣的液態金屬物體（希望沒有T-1000）。

在即將于4月18日出版的《Advanced Materials》雜志上，有三位科學家（Rebecca K. Kramer、John William Boley和Edward L. White）發表了一篇論文，這篇文章介紹了一種使用液體金屬3D打印像軟機器人、可穿戴小物件以及其它柔性電子產品之類的對象的方法。這個技術，他們稱之為機械燒結鎵銦納米粒子，可以制造出各種不可思議的電子產品，也許有一天，甚至會出現一些類似于T-1000的機器人（當然，它們肯定是用來保護人類的）。

“我們希望能夠制造出可伸縮的電子設備，并將其用在一些柔性機器上，比如需要擠過狹小空間的機器人，或不會受到人體活動影響的可穿戴技術。”普渡大學機械工程助理教授Rebecca Kramer說：“用液態金屬制成的導管可以可拉伸變形而不會斷裂。”

研究人員已經能夠將柔性金屬導管打印成衣服，以及其它彈性材料。他們還將進一步地研究，并找出新的方法，以使這樣的物品可以實現大規模制造。

目前，該研究團隊開發的液體金屬打印技術的工作方式是相當有趣的。首先，用超聲波將液態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，而且能夠通過一個噴墨盒噴射出來。這在對其進行超聲波處理前是不可能實現的。

“普通的液態金屬是不能噴墨的。” 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。乙醇很快就蒸發掉了，然后表面上只留下了液態金屬納米粒子”。

當打印完成后，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域的材料可以導電。

“我們只需在這些區域施加壓力，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行打印，那么它就完全可能用在基于噴墨技術的3D打印機上。當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）