用金属/聚合物复合材料 3D打印纳米结构更坚固

［星岛综合报道] 3D打印技术不仅被用来建造像房屋一样大的东西，也被用来建造像雪花一样小的东西。一种新的材料使后者比以往任何时候都更坚固，而且打印速度大大加快。

这种复合材料由史丹福大学的科学家开发，主要用于纳米级的格子状结构，用来保护微小的底层元件（如电子产品中的元件）。它由一种聚合物树脂和微小的金属原子团块组成，被称为金属纳米团块。

在一个称为“双光子光刻”(two-photon lithography)的现有技术中，激光被照射到液体树脂混合物中。只要该光束的最中心照射到其中一个纳米团块，就会发生化学反应，导致树脂在该特定区域变硬。因此，通过在树脂中精确地移动激光束，有可能砌出非常小而复杂的物体。

当用这种特殊材料打印的格子被测试时，发现它们能够吸收的能量是用其他常用材料打印的格子的两倍。根据由新的复合材料制成的格子的类型，一些格子可承受重物而不变形，而另一些格子则可压扁吸收冲击力，然后弹回其原始的未损坏的形式。

作为一个额外的好处，在打印格子时，金属纳米簇允许化学反应的发生比在其他利用不同类型的光敏分子的材料中要快得多。即使在复合材料中使用了一些不同的聚合物，也注意到了这种效果。在一种情况下，当使用一种基于蛋白质的聚合物时，物品的打印速度比以前使用这种聚合物时快100倍。

这项研究的一篇论文的通讯作者Wendy Gu助教说：“现在人们对设计不同类型的3D结构以获得机械性能很感兴趣。我们在此基础上所做的是开发出一种真正抵抗力强的材料，因此它不仅仅是三维结构，而且是提供非常好的保护的材料。”

图片：John Kulikowski

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