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首頁 > 資訊中心山東青島3D打印氧化石墨烯的光固化技術(shù)
發(fā)布時間：2022-06-29
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化石墨烯液晶的3D打印，以使材料具有前所未有的強度。
十多年來，石墨烯成為頭條新聞，是有望解決我們許多工程挑戰(zhàn)的神奇材單層原子。該材料以其高強度重量比、出色的導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性、耐腐蝕性和耐刮擦特性而聞名。
應(yīng)用。
Concordia 團隊現(xiàn)在正在使用光固化技術(shù)（立體光刻3D打印背后的技術(shù)）來生產(chǎn)自組裝氧化石墨烯結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)比今天的可能性更大、更復(fù)雜。
通過光固化（樹脂3D打印背后的工藝）生產(chǎn)的大型氧化石墨烯片
石墨烯——已知最強的材料
安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫于2004年發(fā)現(xiàn)了石墨烯，并在 2010 年不久后因他們的工作獲得了諾貝爾物理學(xué)獎。石墨烯只有一個原子厚，比人的頭發(fā)細大約一百萬倍，但楊氏模量為 1TPa，抗拉強度130GPa。這使它成為迄今為止最強的已知材料。
盡管將石墨烯放大仍然是一個巨大的挑戰(zhàn)，但將氧化石墨烯片自組裝成液晶是一種有前途的跨越障礙的方法，因為這些液晶有可能轉(zhuǎn)化為固體宏觀結(jié)構(gòu)。
到目前為止，自組裝過程已經(jīng)產(chǎn)生了大量的宏觀（盡管很薄）結(jié)構(gòu)，例如紙、纖維和氣凝膠。有許多生產(chǎn)這些結(jié)構(gòu)的方法，包括濕紡、冷凍干燥和真空過濾。雖然這些方法確實可以保持液晶相中的有序結(jié)構(gòu)，但它們在所產(chǎn)生結(jié)構(gòu)的厚度和復(fù)雜性方面受到限制。
各種氧化石墨烯片的 SEM 成像
光固化方法
Concordia 團隊轉(zhuǎn)向光固化作為替代方案。為了制備氧化石墨烯片，他們首先將石墨烯分散在酒精中，然后混合在一種市售的光引發(fā)劑中，這種光引發(fā)劑稱為雙（4-甲基苯基）碘鎓六氟磷酸鹽。這與當今許多3D打印樹脂中使用的光引發(fā)劑相同。
研究人員發(fā)現(xiàn)，他們可以成功地將所得混合物固化成氧化石墨烯薄片，使用紫外線將其從液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)。因此，該方法現(xiàn)在被認為與3D打印技術(shù)兼容。
新型光固化氧化石墨烯紙在一系列拉伸試驗中也給人留下了深刻的印象，其機械性能與通過常規(guī)真空過濾制備的基準氧化石墨烯紙相當。
該研究寫道：“我們證明了光固化氧化石墨烯液晶是可能的。與目前的真空過濾或濕紡等方法相比，光固化氧化石墨烯液晶可實現(xiàn)更厚且可能更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)?！?/span>
展望未來，Concordia 團隊希望將這種方法應(yīng)用于全尺寸立體光刻3D打印，以期制造出由石墨烯制成的大型3D結(jié)構(gòu)。
該研究的更多細節(jié)可以在題為“用于高強度結(jié)構(gòu)材料的光固化氧化石墨烯液晶”的論文中
十多年來，石墨烯成為頭條新聞，是有望解決我們許多工程挑戰(zhàn)的神奇材單層原子。該材料以其高強度重量比、出色的導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性、耐腐蝕性和耐刮擦特性而聞名。
應(yīng)用。
Concordia 團隊現(xiàn)在正在使用光固化技術(shù)（立體光刻3D打印背后的技術(shù)）來生產(chǎn)自組裝氧化石墨烯結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)比今天的可能性更大、更復(fù)雜。
通過光固化（樹脂3D打印背后的工藝）生產(chǎn)的大型氧化石墨烯片
石墨烯——已知最強的材料
安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫于2004年發(fā)現(xiàn)了石墨烯，并在 2010 年不久后因他們的工作獲得了諾貝爾物理學(xué)獎。石墨烯只有一個原子厚，比人的頭發(fā)細大約一百萬倍，但楊氏模量為 1TPa，抗拉強度130GPa。這使它成為迄今為止最強的已知材料。
盡管將石墨烯放大仍然是一個巨大的挑戰(zhàn)，但將氧化石墨烯片自組裝成液晶是一種有前途的跨越障礙的方法，因為這些液晶有可能轉(zhuǎn)化為固體宏觀結(jié)構(gòu)。
到目前為止，自組裝過程已經(jīng)產(chǎn)生了大量的宏觀（盡管很薄）結(jié)構(gòu)，例如紙、纖維和氣凝膠。有許多生產(chǎn)這些結(jié)構(gòu)的方法，包括濕紡、冷凍干燥和真空過濾。雖然這些方法確實可以保持液晶相中的有序結(jié)構(gòu)，但它們在所產(chǎn)生結(jié)構(gòu)的厚度和復(fù)雜性方面受到限制。
各種氧化石墨烯片的 SEM 成像
光固化方法
Concordia 團隊轉(zhuǎn)向光固化作為替代方案。為了制備氧化石墨烯片，他們首先將石墨烯分散在酒精中，然后混合在一種市售的光引發(fā)劑中，這種光引發(fā)劑稱為雙（4-甲基苯基）碘鎓六氟磷酸鹽。這與當今許多3D打印樹脂中使用的光引發(fā)劑相同。
研究人員發(fā)現(xiàn)，他們可以成功地將所得混合物固化成氧化石墨烯薄片，使用紫外線將其從液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)。因此，該方法現(xiàn)在被認為與3D打印技術(shù)兼容。
新型光固化氧化石墨烯紙在一系列拉伸試驗中也給人留下了深刻的印象，其機械性能與通過常規(guī)真空過濾制備的基準氧化石墨烯紙相當。
該研究寫道：“我們證明了光固化氧化石墨烯液晶是可能的。與目前的真空過濾或濕紡等方法相比，光固化氧化石墨烯液晶可實現(xiàn)更厚且可能更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)?！?/span>
展望未來，Concordia 團隊希望將這種方法應(yīng)用于全尺寸立體光刻3D打印，以期制造出由石墨烯制成的大型3D結(jié)構(gòu)。
該研究的更多細節(jié)可以在題為“用于高強度結(jié)構(gòu)材料的光固化氧化石墨烯液晶”的論文中