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记录持有人:石墨烯气凝胶世界上密度最小的三维印刷结构

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世界上最轻的3-D印刷结构是如此轻巧,可以放在棉花球或花瓣上。

这个破纪录的材料是3D打印的石墨烯气凝胶,由布法罗大学工业和系统工程助理教授Chi Zhou开发,堪萨斯州立大学(KSU)工业和制造系统工程系副教授;和兰州大学副教授张强强。

三维印刷石墨烯气凝胶的方形样品非常轻巧,以致小麦植株的单个芒可以不弯曲地保持它。由堪萨斯州立大学,布法罗大学和中国兰州大学的工程师共同研发的材料被“GUINNESS WORLD RECORDS”称为世界上最轻的3D打印材料。图片来源:堪萨斯州立大学。

吉尼斯世界纪录将石墨烯气凝胶命名为“密度最小的三维印刷结构”。在UB和KSU制造的三维印刷石墨烯气凝胶每立方厘米重量为0.5毫克。研究人员于2016年2月开发了该材料,并获得了GUINNESS WORLD RECORDS的官方认可。他们的成就将被列入“危险世界记录2018年版”。 “石墨烯是一种革命性的材料,它的气凝胶形式同样重要,”林说。 “我们的3-D印刷石墨烯气凝胶具有重要的性能,为材料提供了更好的电子,电池或半导体的许多应用。”

不仅3D打印材料是开创性的,而且研究人员打印三维石墨烯也是革命性的。

石墨烯是单原子厚度的六边形碳原子片,使其成为世界上最薄的材料,并赋予其宝贵的物理和电子特性。

为了3D打印石墨烯气凝胶,研究人员使用了使用两个喷嘴的改进型喷墨打印机。他们在-20摄氏度的冷板上将三氧化石墨烯和水混合物的液滴打印在冷冻机上。 Lin说,这种方法创建了石墨烯和冷冻水的三维冰结构,这有助于石墨烯保持其形状。

当印刷完成后,研究人员将三维材料放入冷冻干燥机中,通过提供高真空和低温来去除冰。剩下的是在室温下保持其形状的三维石墨烯气凝胶。

“我们并没有打算创下纪录,但对我们的工作肯定是一个很好的认可。 “我认为这有助于展示石墨烯气凝胶在我们日常生活中具有的巨大潜力。”

石墨烯气凝胶:吉尼斯世界纪录公司的“最小密度的3D印刷结构”

石墨烯一直难以创造出三三维石墨烯形状,林说,他的合作团队是世界上第三个3D打印石墨烯组。他们的新印刷方法是一个改进,因为它使用较少的成分,只需要氧化石墨烯和冷冻水。另外,修改后的打印机上的两个喷嘴使研究人员能够用较少的材料创建复杂的形状,这使得它成为世界上最轻的材料。 “通过这种3D打印方法,我们可以控制石墨烯气凝胶的形状,理想情况下,我们也可以控制气凝胶的电性能和机械性能,”Lin说。

石墨烯气凝胶具有多种可能性,从柔性电池到更好的半导体,甚至可用于建筑物建筑中更好的绝缘。

“气凝胶是一种具有很多应用的特殊材料,这就是为什么它是全世界最热门的材料之一,”林说。

来源:纽约州立大学布法罗分校

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