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微纳米3D打印机绘制中国地图

发布人:3D打印商情

责任编辑:激光制造网通讯员

来源:南方网

2017-11-21 17:19

   用一克金做打印原料一整天都消耗不完

  与其他的微纳结构制造技术相比,电流体动力打印具有设备简单、操作方便、成本低、原料来源广等优点,在众多领域如电子器件、柔性电子显示器、可穿戴设备、太阳能薄膜电池、微传感器、生物支架、组织工程、有机发光二极管、生物传感器、能量收集等领域具有巨大的发展潜力,并开始获得应用。

  除了生物类用品外,如何将微纳米材料应用于难度更大的微电子领域? 中国科学院化学研究所研究院研究员张兴业告诉记者,这需要突破微纳米生产中此前无序抛丝的难题,即是要让纳米纤维能够有序地排布,而3D电流体动力打印机的研制成功,实现了≤1μm的单个点、单根线的精确打印。

  纳米纤维的有序排布,让科研者对微纳米材料的的应用有了无限想象。“不但可以打印细胞支架,甚至可以做显微镜里才能看到的微型电路,进一步缩小电子元器件的体积。”李春斌说道,近年来,随着微纳米结构制造领域不断向前推进,微纳米3D打印设备成为全球微纳米结构研究者的“刚需”。

  与其他的微纳结构制造技术相比,电流体动力打印具有设备简单、操作方便、成本低、原料来源广等优点,在电子器件、柔性电子显示器、可穿戴设备、太阳能薄膜电池、微传感器、生物支架、组织工程、有机发光二极管、生物传感器、能量收集等领域具有巨大的发展潜力,并开始获得应用。

  张兴业告诉记者,此前,国内的微纳米结构制造领域研究者,为能制备出纳米纤维,大多使用高压静电纺丝机,“静电纺丝方法做出的纳米纤维膜是无序的排布,类似于无纺布的样子,目前应用领域包括过滤膜、医用膜、电池隔膜等。”

  实际操作中,随着研究工作的进一步深入和应用领域的不断拓展,越来越多的科研人员要求制备整齐排列的纳米纤维阵列。而在深圳,李春斌用一种全新的方式突破了无序生产的难题。在最新的3D纳米打印机中,仅1微米外径的针头不再像过往一样拉出微纳米丝,而是在玻璃板上,以3000μm/s的速度,打下一个个细点,“像打出一颗颗子弹一样”,最终汇聚成线。

  李春斌在电脑上向记者演示了用微纳米3D打印机绘制中国地图,几秒钟之内,一张微米级别的地图呈现在了玻璃板上。

  “针头运动的路线可以按照要求控制,这就代表可以生产任何路径的电路。”李春斌表示,一旦微纳米级别的电路技术成熟,那么在微纳米领域的生产制造将迈向一个全新的阶段。

  “墨水”转化为微纳米设备,这些纳米级电路是否稳定可靠?答案是肯定的,而这也是我国目前在化学材料领域所研究的重要方向,李春斌解释,相较于传统的蚀刻电路(先用原材料绘制整张样板,随后用药水擦掉不用的部分),这种打点法的消耗仅为原来的十分之一,再加上本身所制造的产品都是微纳米量级,因此相较于微米级别电路,纳米电路可以使用金等更加昂贵的原材料进行墨水调配,而成本并不增加。李春斌告诉记者,用微纳米3D打印机,使用一克金作为原材料,甚至可以打印一整天都消耗不完。