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直徑僅為25納米!新3D打印技術可制造出極小金屬物體

3D 打印,也稱為增材制造(additive manufacturing)。它是一種以數字模型文件為基礎,運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料,通過逐層打印的方式來構造物體的技術。

近日,據外媒報道,科學家在3D打印領域又樹立了新的標桿。奧爾登堡大學(University of Oldenburg)的化學家與瑞士蘇黎世聯邦理工學院和南洋理工大學的研究小組一起合作,利用3D打印新技術成功地制造出超小金屬物體。

據該團隊介紹,他們的操作方法可用于制造直徑僅為25億分之一米(相當于25納米)的銅物體。這種電化學3D打印技術,以納米級的分辨率制造復雜的導電結構,未來可能在電池技術、微電子、傳感器技術方面有潛在的應用。

這項最新的3D打印技術圍繞熟悉的電鍍工藝展開。這種納米打印方法需要將帶正電的銅離子溶液放入微型移液管中,液體通過打印噴嘴從移液管的尖端噴出。在進行的實驗中,噴嘴開口的直徑介于253和1.6納米之間,只有兩個銅離子可以同時通過如此微小的開口。

該團隊隨后開發了一種技術來監控打印過程。他們記錄了帶負電的基板電極與移液管內的正極之間的電流。在自動化過程中,噴嘴在很短的時間內接近負極,然后在金屬層超過一定厚度后立即縮回。

使用這種技術,研究人員逐漸將連續的銅層應用到電極表面。噴嘴的精確定位使他們能夠打印垂直列和螺旋納米結構,還可以通過改變打印方向來產生水平結構。

研究團隊稱,通過這種方法可以打印直徑約為25納米的最小物體,相當于連續195個銅原子。

研究中新的電化學技術可用于打印比以往更微小的金屬物體。研究者認為,如今正在研究的技術結合了兩個世界——金屬打印和納米級精度。具有高表面積和特殊幾何形狀的3D打印催化劑可以用于生產復雜的化學品。

題為Bringing Electrochemical Three-Dimensional Printing to the Nanoscale的相關研究論文發表在《納米快報》(Nano Letters)上。

-以上內容來自網絡

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