韩国研究人员开发出基于MXene技术的高分辨率3D打印技术

2025-03-10 10:58:03

近日,韩国电子技术研究所的研究团队在3D打印领域取得了重大突破,成功开发出利用MXene材料进行高分辨率3D微结构打印的技术。

MXene是一种由金属和碳层交替组成的二维纳米材料,具有高导电性和电磁屏蔽能力,因其独特的性能,受到高效率电池和电磁屏蔽等多领域的关注。然而,将MXene应用于3D打印领域面临着诸多挑战,如需要添加特殊粘合剂,且难以调整出适合打印的最佳墨水粘度。

该研究所的首席研究员Seol Seung-gwon采用独特的“液面张力”方法,通过在水相中分散具有高亲水性的MXene,无需添加粘合剂,成功制备出低粘度的3D打印纳米墨水,可打印出高分辨率的微结构。

其打印原理较为简单:当墨水从3D打印机喷嘴喷出时,MXene等纳米材料通过液面张力作为通道被排出,溶剂(水)从液面张力表面迅速蒸发,内部则产生强大的吸引力(范德华力),使纳米材料相互结合。随着喷嘴的持续移动和该过程的重复,最终形成具有导电性的3D微结构。

该技术充分利用了MXene的特性,无需添加任何添加剂,且打印分辨率比现有技术高出270倍,达到1.3微米。Seol Seung-gwon表示,团队在优化MXene墨水的浓度条件以及精确分析打印过程中可能出现的各种参数方面付出了诸多努力,该技术是全球首个无需单独添加剂或后处理步骤,就能利用MXene优势制造高强度、高精度3D微结构的成果。

这一技术的成功开发,将为3D打印技术在微电子、生物医学、传感器等领域的应用开辟新的道路,有望推动相关产业的快速发展。


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