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加州理工学院研究人员使用金属汁 3D 打印超强、耐用的纳米结构
这种创造性方法可以彻底改变小型工程。
来源:ZME科学在结构工程领域，越小越好。随着材料收缩，它们通常会变得更坚固。但当我们将金属部件缩小到纳米尺度时，传统的物理规则开始扭曲。在 3D 打印中，这是一场噩梦，因为即使是一个微小的错误也可能会破坏整个结构。
现在，加州理工学院的一个团队可能已经破解了密码。他们已经弄清楚如何设计具有纳米级精度的 3D 金属部件。他们的工艺几乎适用于任何金属或合金，生产出的部件非常坚固，即使它们并不完美。
由 Wenxin 张、Zhi Li、Huajian Gau 和 Julia R. Greer 领导的团队使用了一种称为水凝胶输注增材制造 (HIAM) 的工艺。可以将其视为高科技版的厨房海绵。
首先，他们使用专用激光（双光子光刻）3D 打印由聚合物凝胶制成的支架。这种凝胶是最终结构的幽灵。
然后，他们将这种凝胶浸泡在“金属汁”中——镍盐的水溶液。 “这就是奇迹发生的地方，”格里尔说，他也是加州理工学院应用物理和材料科学的执行官。
金属离子渗入凝胶中，充满每一个角落和缝隙。最后，他们将整个东西放入熔炉中烘烤。凝胶烧掉，金属离子变成固体镍，结构收缩到最终的微小形式。
“由于这种热处理过程，会产生大量的收缩，”格里尔说。总体而言，该工艺可减少多达 90% 的预热体积。这会产生整体尺寸小于 50 微米的微小晶格和以纳米为单位测量的构建块。
结果是复杂的 3D 几何形状：梁、壳，甚至看起来像海绵的随机组织结构，全部在纳米尺度上。
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