美國北卡羅萊納州立大學的研究團隊開發了一種金屬凝膠,可以在室溫下進行三維(3D)打印,具有高導電性。這項技術為制造各種電子元件和設備提供了新的途徑。
研究人員首先將微米級銅顆粒懸浮在水中,然后加入少量的銦鎵合金,該合金在室溫下是液態金屬。他們發現液態金屬和銅顆粒相互粘在一起,形成了一個金屬凝膠網絡。這種凝膠的稠度非常重要,因為它確保銅顆粒均勻分布在整個材料中,形成了電子通路,并防止銅顆粒沉淀堵塞打印機。
這種金屬凝膠可以使用傳統的3D打印噴嘴進行打印,并且打印出的物體可以保持其形狀。在室溫下,打印的3D物體會變得更加堅固。
研究人員還發現,顆粒的排列方式會影響材料的干燥過程。例如,打印圓柱形物體時,兩側在干燥過程中會比頂部和底部收縮更多。如果物體在室溫下干燥,這個過程會比較緩慢,不會對物體的結構造成影響。但如果加熱物體,例如放在80℃的加熱燈下進行快速干燥,可能會導致結構變形。
由于打印物體最終含有高達97.5%的金屬,因此具有很高的導電性。盡管其導電性不及傳統的銅線,但在室溫下3D打印銅線是不可能的。