科學(xué)家研發(fā)出適用于標(biāo)準(zhǔn)3D打印機(jī)的導(dǎo)電CNT復(fù)合材料

　　近日，意大利一組研究人員表示，可以使用碳納米管(CNT)制造導(dǎo)電復(fù)合材料，并可以使用標(biāo)準(zhǔn)的商業(yè)3D打印機(jī)進(jìn)行3D打印。在都靈理工大學(xué)的Marco Sangermano教授領(lǐng)導(dǎo)下，研究團(tuán)隊(duì)一直在使用數(shù)字光處理(DLP)(一種使用光聚合物和光投影的3D打印技術(shù))進(jìn)行研究。

　　該研究結(jié)果最近發(fā)表在Polymer的題為“Development of 3D printable formulations containing CNT with enhanced electrical properties”中。研究團(tuán)隊(duì)正在努力實(shí)現(xiàn)保持碳納米管的電性能的可3D打印聚合物納米復(fù)合材料。對(duì)于不熟悉的人來(lái)說(shuō)，碳納米管僅僅是具有納米級(jí)直徑的碳基管狀材料。

　　作為項(xiàng)目的一部分，研究人員創(chuàng)建了一種由兩種聚合物(PEGDA和PEGMEMA)組成的基質(zhì)材料，并向其中添加了多壁碳納米管。在這個(gè)階段，研究人員制造了許多不同的材料，每種材料具有不同比例的聚合物和納米管，并進(jìn)行流變?cè)囼?yàn)(換句話說(shuō)，就是以液體形式進(jìn)行測(cè)試)。然后使用可3D打印的最佳粘度的材料混合物，使用未改性的DLP 3D打印機(jī)產(chǎn)生一系列物體。

　　在打印的對(duì)象中，有三毫米立方體、亞毫米薄膜、厘米級(jí)六邊形結(jié)構(gòu)和電路模型。后者用于測(cè)試碳納米管聚合物復(fù)合材料的導(dǎo)電和機(jī)械特性。對(duì)3D打印對(duì)象的后續(xù)測(cè)試展示了一些新發(fā)現(xiàn)。首先，研究人員發(fā)現(xiàn)向材料混合物中加入CNT會(huì)導(dǎo)致交聯(lián)密度的輕微降低，這降低了物體的機(jī)械性能。然而，電測(cè)試表明，通過(guò)將甚至0.1wt%的CNT加入到聚合物混合物中，材料的導(dǎo)電性提高了三個(gè)數(shù)量級(jí)(1000x)。當(dāng)它們提高CNT的濃度時(shí)，電導(dǎo)率進(jìn)一步增加。

　　雖然測(cè)試展示了碳納米管復(fù)合材料的導(dǎo)電潛力，但研究人員正在努力改善材料的機(jī)械性能，同時(shí)保持其導(dǎo)電性能。為了做到這一點(diǎn)，他們正在測(cè)試使用更強(qiáng)的光源提高DLP 3D打印機(jī)的效率。

　　對(duì)此，意大利科學(xué)家將繼續(xù)他們的研究，以發(fā)現(xiàn)導(dǎo)電碳納米管復(fù)合材料如何能夠更大規(guī)模地推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)3D打印機(jī)的3D打印材料。