要想开发利用石墨烯在实际设备中超常的电子、机械和热性能,需要能够允许对石墨烯进行宏观和微观尺度直接操控的制造技术。找到理想的技术仍是科学界面临的一个重大挑战。
其中研究人员高度关注的一条制造路线是利用喷墨印刷技术,使用液相石墨烯分散体用来打印导电薄膜。然而喷墨印刷在试图建立三维石墨烯结构时并没有多大用处。
这就是3D打印技术应用到本领域的目的。纳米技术领域应用3D打印的概念可以对纳米制造带来类似的优势,如速度、减少浪费、经济性等。
这些3D打印技术已经达到一个技术阶段,可以打印期望的产品和结构而不论其形状的复杂性,甚至生物打印组织和整个器官已经成为现实。
从3D打印角度来看,石墨烯已经预先成为3D打印的材料之一,但是多数的这些结构大小不超过世纪固态复合物体积的20%,导致其电学性能与我们在文章刚开始描述的相比显著降低。西北大学的Ramille N. Shah说。
Shah和她的团队新的工作显示,高体积分数的石墨烯复合材料结构可以通过容易挤出液体油墨到几公分大小物体上的方式形成。这些研究已经发表在2015年3月10日的ACS nano上。