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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(qiáng)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(qiáng)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(tuán)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(qiáng)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(xì)大約一百萬倍，但楊氏模量為 1TPa，抗拉強(qiáng)度130GPa。這使它成為迄今為止最強(qiáng)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?yàn)檫@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?。┙Y(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(shí)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(tuán)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(dāng)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(rèn)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(yàn)中也給人留下了深刻的印象，其機(jī)械性能與通過常規(guī)真空過濾制備的基準(zhǔn)氧化石墨烯紙相當(dāng)。
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(shí)現(xiàn)更厚且可能更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)?！?/span>
展望未來，Concordia 團(tuán)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(xì)節(jié)可以在題為“用于高強(qiáng)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(qiáng)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(tuán)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(qiáng)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(xì)大約一百萬倍，但楊氏模量為 1TPa，抗拉強(qiáng)度130GPa。這使它成為迄今為止最強(qiáng)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?yàn)檫@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?。┙Y(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(shí)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(tuán)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(dāng)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(rèn)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(yàn)中也給人留下了深刻的印象，其機(jī)械性能與通過常規(guī)真空過濾制備的基準(zhǔn)氧化石墨烯紙相當(dāng)。
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(shí)現(xiàn)更厚且可能更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)?！?/span>
展望未來，Concordia 團(tuán)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(xì)節(jié)可以在題為“用于高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)材料的光固化氧化石墨烯液晶”的論文中