美国能源部劳伦斯伯克利国家实验室的一组研究人员最近发现了一种用液体打印3D结构的新方法。研究人员表示,这是创造液体电子产品的第一步,这种电子产品可以塑造成任何形状,用于可拉伸设备。为了完成这项任务,科学家们使用了现成的3D打印机。他们对打印机进行了改进,增加了一个注射器,在一小盒硅油中加入微量水。
注入打印机的水被注入了金纳米颗粒。分散的聚合物配体也加入到油中。配体基本上是与金属原子结合的一组原子。当金斑点的水和聚合物污染的油结合在一起时,配体被拉并与金纳米颗粒结合。其结果是在水周围覆盖了一层纳米颗粒,阻止水破裂成水滴。
斗篷把水保存在一个管子里,这样就可以用3D打印机打印出来。研究人员将这种混合物命名为纳米颗粒超级肥皂。这种混合物是一种“表面活性剂”,当它与液体接触时,它会降低液体的表面张力。因为我们知道水和油不能混合,但是当在混合物中加入洗碗皂时,表面张力降低,它可以让混合物很容易洗掉油腻的盘子。但不像洗洁精,油和水当油中的配体和水中的金纳米颗粒相遇时结果就是玻璃化。这个过程与熔融玻璃冷却并再次变成固体的过程是一样的。
科学家们能够通过在打印机中捕捉这些过程来控制结果的形状。罗素说,“这种稳定性意味着我们可以把水拉伸成一个管子,而且它仍然是一个管子。或者我们可以把水塑造成一个椭球,它仍然是一个椭球。我们用这些纳米颗粒超级肥皂打印出了可以持续几个月的水管。”这些结果是开发一种全新电子产品的第一步。3D打印液体可以使柔性和弹性设备的生产成为可能。
伯克利实验室材料科学部的客座科学家汤姆·拉塞尔说,“这是一种可以自我重组的新型材料,它有潜力被定制成液体反应容器,用于多种用途,从化学合成到离子运输到催化。”他与材料科学部的博士后研究员乔·福斯(Joe Forth)合作开发了这种方法和材料。出来说,“我们可以从针中挤出液体,并在三维空间中将水线放置在我们想要的任何地方。我们也可以用外力撞击这种物质,这会暂时破坏超级肥皂的稳定性,并改变水线的形状。这些结构是可以无限重构的。”