ASU提高納米級(jí)3D打印精度,，多相墨水直寫

2022年5月3日，南極熊獲悉,，亞利桑那州立大學(xué)工程學(xué)院的工程助理教授Kenan Song,，正在開發(fā)一種新的3D打印機(jī)制，稱為多相直接墨水書寫,，他宣稱未來(lái)可使用更廣泛的材料,，來(lái)打印納米級(jí)別圖案。

△ASU助理教授Kenan Song（左）與研究合作者M(jìn)ounika Kakarla一起檢查多相直接墨水書寫技術(shù)的3D打印模型,。他也因這種技術(shù)獲得了2022年美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)教師早期職業(yè)發(fā)展計(jì)劃(CAREER)獎(jiǎng),，該方法可以使用更廣泛的納米材料，提高精度進(jìn)行有序的3D打印,。圖片來(lái)自ASU

該教授對(duì)3D打印在精確,、一致和高效的生產(chǎn)能力前景非常看好,，所以該教授致力于研究在納米級(jí)尺度上精確3D打印技術(shù)（其顆粒比一張紙的厚度小1000多倍）,。

在納米制造中，特別是在半導(dǎo)體工業(yè)中應(yīng)用時(shí),，粉末形式的納米顆�,？捎糜诖蛴∮行蚪Y(jié)構(gòu)，例如點(diǎn),、線,、柱和層。但納米粒子需要根據(jù)獨(dú)特的構(gòu)建方式進(jìn)行排序,，因此能夠完全按照預(yù)初的設(shè)計(jì)成型至關(guān)重要的,。

△示意圖: 2016年Nano Dimension 使用一種燒結(jié)和固化3D打印電子技術(shù)。圖片來(lái)自Nano Dimension

“精確的納米制造技術(shù)能夠在表面或界面上形成圖案,，這對(duì)于在iphone芯片等設(shè)備中傳輸高性能納米顆粒性能至關(guān)重要,，”Song指出，由于不規(guī)則納米顆粒粉末性質(zhì)使得這一目標(biāo)難以始終實(shí)現(xiàn),。

當(dāng)前的3D打印方式使用諸如電,、磁和聲波之類的外力,，將納米顆粒準(zhǔn)確地放置在某些位置。然而,，這些方法不適用于所有種類的納米粒子，并且還有其他限制,。

因此,，Song正在開發(fā)一種新的3D打印機(jī)制，稱為多相直接墨水書寫,，可以使用更廣泛的材料,，來(lái)制造納米級(jí)別圖案。

他們的研究課題名為“具有亞微米結(jié)構(gòu)的增材制造納米材料層”,，并獲得了來(lái)自2022年美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)教師早期職業(yè)發(fā)展計(jì)劃( CAREER )的大力支持,。該獎(jiǎng)項(xiàng)將在五年內(nèi)為Song教授提供60萬(wàn)美元的資助，頒發(fā)給有潛力成為教育和研究領(lǐng)導(dǎo)者,。

Song說(shuō)“憑借前所未有的速度和分辨率,，我們3D打印技術(shù)將提供對(duì)涉及機(jī)器設(shè)計(jì)和材料科學(xué)的進(jìn)一步發(fā)展�,！彼麄�(gè)人除了在理工學(xué)院除了擔(dān)任航空航天和機(jī)械工程以及材料科學(xué)與工程的研究生教員之外,，還在富爾頓學(xué)校七所學(xué)校中的兩所物質(zhì)、運(yùn)輸和能源工程學(xué)院任職,。

△示意圖: Aether宣布與倫敦大學(xué),，開發(fā)一種強(qiáng)大的3D打印納米技術(shù)新方法。圖片來(lái)自Business Wire

為了創(chuàng)造這種方法,，Song正在領(lǐng)導(dǎo)一項(xiàng)多學(xué)科研究工作,，包括聚合物科學(xué)、納米粒子合成和界面工程,，以探索原子或分子水平上的材料相互作用,。

多相直接墨水書寫3D打印方法在傳感器、執(zhí)行器和軟機(jī)器人的快速原型制作以及超級(jí)電容器,、電池和再生醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用方面具有廣泛的潛在用途,。同時(shí)，Song和他的研究團(tuán)隊(duì)將使用該方法開發(fā)一類稱為MXenes的納米粒子,，該納米粒子具有新的結(jié)構(gòu)和物理化學(xué)特性,，未來(lái)可用于新的3D打印能源設(shè)備。

他相信他在這些領(lǐng)域的努力足以引起NSF（國(guó)家科學(xué)基金會(huì)）的注意,，因?yàn)樗�致力于發(fā)展,、不斷增長(zhǎng)的3D打印行業(yè)的多樣性。