用金屬/聚合物複合材料 3D打印納米結構更堅固

［星島綜合報道] 3D打印技術不僅被用來建造像房屋一樣大的東西，也被用來建造像雪花一樣小的東西。一種新的材料使後者比以往任何時候都更堅固，而且打印速度大大加快。

這種複合材料由史丹福大學的科學家開發，主要用於納米級的格子狀結構，用來保護微小的底層元件（如電子產品中的元件）。它由一種聚合物樹脂和微小的金屬原子團塊組成，被稱為金屬納米團塊。

在一個稱為「雙光子光刻」(two-photon lithography)的現有技術中，激光被照射到液體樹脂混合物中。只要該光束的最中心照射到其中一個納米團塊，就會發生化學反應，導致樹脂在該特定區域變硬。因此，通過在樹脂中精確地移動激光束，有可能砌出非常小而複雜的物體。

當用這種特殊材料打印的格子被測試時，發現它們能夠吸收的能量是用其他常用材料打印的格子的兩倍。根據由新的複合材料製成的格子的類型，一些格子可承受重物而不變形，而另一些格子則可壓扁吸收衝擊力，然後彈回其原始的未損壞的形式。

作為一個額外的好處，在打印格子時，金屬納米簇允許化學反應的發生比在其他利用不同類型的光敏分子的材料中要快得多。即使在複合材料中使用了一些不同的聚合物，也注意到了這種效果。在一種情況下，當使用一種基於蛋白質的聚合物時，物品的打印速度比以前使用這種聚合物時快100倍。

這項研究的一篇論文的通訊作者Wendy Gu助教說：「現在人們對設計不同類型的3D結構以獲得機械性能很感興趣。我們在此基礎上所做的是開發出一種真正抵抗力強的材料，因此它不僅僅是三維結構，而且是提供非常好的保護的材料。」

圖片：John Kulikowski

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