FoodPro Preloader

3-D-skriver Skriver Graphene i elektrisk blekk


Livermore forskere 3-D trykte grafen aerogels i forskjellige former og størrelser. Forskere har trykt trykkfarger som inneholder nanoskopiske grafenflak for å bygge makroskopiske, tredimensjonale objekter som de sier kan være til fordel for mange felt, inkludert energilagring og bioengineering. Et team på Lawrence Livermore National Laboratory har 3-D-trykte porøse, høyt komprimerbare aerogeler ved hjelp av en grafenoksid blekk ( Nat. Comm

Livermore forskere 3-D trykte grafen aerogels i forskjellige former og størrelser.

Forskere har trykt trykkfarger som inneholder nanoskopiske grafenflak for å bygge makroskopiske, tredimensjonale objekter som de sier kan være til fordel for mange felt, inkludert energilagring og bioengineering.

Et team på Lawrence Livermore National Laboratory har 3-D-trykte porøse, høyt komprimerbare aerogeler ved hjelp av en grafenoksid blekk ( Nat. Commun. 2015, DOI: 10.1038 / ncomms7962). Og forskere ved Northwestern University designet vevstillasjer med blekk som inneholder grafenflak i en fleksibel, biokompatibel polymer ( ACS Nano 2015, DOI: 10.1021 / acsnano.5b01179).

Dette er ikke de første eksemplene på grafen-blekk. Imidlertid er forskere fortsatt på jakt etter formuleringer som fullt ut kapitaliserer seg på det atomaktige materialets bemerkelsesverdige egenskaper. For eksempel ofrer noen eksisterende blekk mekaniske egenskaper for høy elektrisk ledningsevne.

"Vi forsøkte å unngå å gjøre kompromisser, " sier Marcus A. Worsley, som led Livermore-forskerne sammen med sin kollega Cheng Zhu. Målet deres var å utforme en 3-D-utskriftsprosess som gjorde at ledende flager styrte sammen og til slutt danner aerogeler: svampete materialer som er omtrent like lyse som luft, men mekanisk robuste.

Deres blekk inneholdt vann, grafenoksydflak, silikafyllingspartikler og et geleringsmiddel, slik som ammoniumkarbonat. Ved å trykke bleken i et isooktanbad forhindret laget blekket til å tørke og ga geleringsmiddelet tid til å fikse flakene til et porøst rammeverk.

Når skriveren er ferdig, erstattet teamet isooctanen med luft, etset bort silisiumdioksydet, og ble igjen med superkompressible aerogeler med store overflater og gode ledninger, sier Worsley. Disse egenskapene gjør aerogelene attraktive for batterier, kondensatorer og hydrogenbrenselceller.

I stedet for å skrive ut i et løsningsmiddelbad, brukte det nordvestlige teamet, ledet av Ramille N. Shah, flere løsemidler i sin grafenbläck, sammen med en biokompatibel elastomer.

Et av blekkets løsningsmidler, diklormetan, fordampes raskt for å fikse et trykt lag på plass. Men de gjenværende løsningsmidlene, 2-butoksyetanol og dibutylftalat, fordampet i langsommere hastighet og holdt det laget vått nok til å kle seg til det neste laget som ble trykt på toppen av det.

Etter at blekket tørket, ble to komponenter igjen: grafenfling og en polymer kalt polylactid- co- glykolid. Dette tillot laget å skrive ut fleksible stillas som kunne kuttes i størrelse og sutureres inn i levende vev for å støtte cellevekst og vevregenerering uten å fremkalle alvorlig immunrespons, sier Shah. Ledningsevnen til stillasene ser også ut til å lette cellesignal og differensiering, legger hun til, men de langsiktige helseeffektene av slike implantater må fortsatt evalueres.

Utvikling av 3-D-utskriftbar grafenblekk er et viktig oppdrag, tydeliggjort av den oppmerksomheten den nå mottar, sier Ester García-Tuñon Blanca, en materialforsker ved Imperial College London, som ikke var involvert i en av studiene. "Jo flere forskergrupper som jobber med det, jo raskere finner vi alle de faktiske potensielle grafene har i hverdagen."

Denne artikkelen er reprodusert med tillatelse fra Chemical & Engineering News (© American Chemical Society). Artikkelen ble først publisert 30. april 2015.

Hva er torv tå?George Church: De-Extinction er en god ideForsker: Ban patenter på geoengineeringsteknologiSpacecraft oppdager partikkel akselerator på SaturnArctic Sea Ice Hits Record Lav Vinter PeakDiminutive Discovery: Moon-Size Exoplanet Circling Sunlike Star Smallest YetContinental Telescope Array kan bruke Usher Astronomy Revolution i AfrikaMed One Space Observatory Down, bruker NASA en annen til kart CO2