一种新型可 3D 打印聚合物纳米复合材料墨水具有令人难以置信的特性 - 以及许多 在航空航天、医学和电子领域的应用。
足球比赛结果的机械工程研究人员创建了 一种使用碳纳米管制造可 3D 打印纳米复合聚合物墨水的方法 （碳纳米管）——以其高拉伸强度和轻质而闻名。这种革命性的墨水 可以取代环氧树脂——理解为什么它的性能如此出色是一个问题 迈向大规模使用的第一步。
3D 打印，也称为增材制造，更加通用和高效 比铸造。它通常以复杂的几何形状精确地添加材料， 需要切除的多余部分要少得多。添加低维纳米材料，例如 CNT、石墨烯、金属纳米颗粒和量子点使 3D 打印材料能够 适应外部刺激，赋予它们电导和热导等特征， 磁性和电化学存储。
但使用塑料、金属或其他材料进行 3D 打印并不新鲜。什么技术 研究人员采取的不同做法是使用聚合物纳米复合材料（由环氧树脂、碳 纳米管和纳米粘土）和不牺牲功能的印刷工艺。 聚合物中材料类型和形态（尺寸、形状、结构）的结合 纳米复合材料墨水是形式与功能的终极结合。
聚合物油墨的工艺、形态和性能的探索是主题 最近发表在期刊上的一篇文章作者：Parisa Pour Shahid Saeed Abadi，一位探索材料界面的工程师， 力学和医学，以及研究生 Masoud Kasraie.
Abadi 和 Kasraie 指出，在研究人员可以使用 聚合物墨水，他们必须首先学会走路。第一步是深入挖掘 宏观尺度（我们的眼睛如何看待材料的性能）和纳米尺度的交集 规模（我们看不到，但知道正在发生的事情）。
在市场份额之前建立了解
虽然聚合物纳米复合材料和 3D 打印产品和服务都拥有数十亿美元的价值 市场价值，纳米材料3D打印市场价值仅约43美元 阿巴迪指出，百万。
“为了国家繁荣和维持制造业的全球领先地位，差距 3D 打印和纳米材料的实际应用与纳米材料之间的比较 3D 打印需要关闭，”阿巴迪说。 “由于缺乏控制而存在差距 3D 打印过程中纳米复合材料特性的影响，因为我们不完全了解 过程-形态-性质的关系。”
瓶颈在于理解宏观力学之间复杂的相互作用 3D 打印工艺以及纳米复合材料的纳米级力学和物理学。 阿巴迪和卡斯莱的研究旨在通过探索这种关系来放松瓶颈 3D打印工艺参数与纳米复合材料中纳米材料形态之间的关系 印刷油墨，这是这个难题中最重要但最少被探索的部分。
纳米材料墨水的诸多好处
超越纳米复合材料墨水的科学范围，该材料具有巨大的前景，因为 其众多功能。 3D 打印的优势之一是近乎完全的控制 超过最终产品的形状。
赠款和资金
美国心脏协会
Abadi 和 Kasraie 的纳米材料墨水的导电性非常方便 使印刷环氧树脂具有兼作电线的潜力 - 无论是在电路板、飞机机翼还是用于引导的 3D 打印执行器中 血管中的导管。纳米复合聚合物墨水的另一个有用特性 是它的力量。
“与钢和铝相比，我们发现环氧复合材料的重量减轻了 80% 以同样的力量，”卡斯莱说。
最后，在医疗领域以及航空航天和电子行业，缺陷 损坏可能会带来大麻烦，但纳米复合材料具有安全功能。
“当某物破裂时，微小的裂纹会从微观缺陷开始并逐渐发展 直到它破坏整个结构，”阿巴迪说。 “纳米复合材料的特性可以搭建桥梁 在那些裂缝中，不要让裂缝扩大。这是通过的机制之一 其中碳纳米管提高了材料的机械强度。”
性能重量比、导电性、增加的强度和易于加工 应用只是聚合物纳米复合材料众多有前景的原因中的几个 油墨可能会取代传统的环氧树脂。
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