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東南網(wǎng)6月17日訊（福建日?qǐng)?bào)記者 李珂） 近日，廈門(mén)大學(xué)材料學(xué)院白華教授與胡曉蘭副教授在液態(tài)金屬3D打印研究方向取得重要進(jìn)展，利用液態(tài)金屬與Carbopol凝膠復(fù)合，制備了一種新型液態(tài)金屬高內(nèi)相乳液凝膠。該材料具有出色的彈性行為和剪切變稀的流變特性，可以作為直接墨水書(shū)寫(xiě)3D打印的油墨。同時(shí)，研究團(tuán)隊(duì)利用液態(tài)金屬在電解質(zhì)凝膠連續(xù)相中的電毛細(xì)行為，首次實(shí)現(xiàn)通過(guò)施加電場(chǎng)來(lái)激活油墨導(dǎo)電，并最終實(shí)現(xiàn)了液態(tài)金屬在多種復(fù)雜場(chǎng)景中的3D打印。相關(guān)成果在線發(fā)表于《自然·通訊》。

“由于液態(tài)金屬的低黏度和高表面張力使其不適用于擠出型3D打印，因此需要對(duì)其流變特性進(jìn)行調(diào)控。”該團(tuán)隊(duì)介紹，目前的解決辦法是將液態(tài)金屬分散進(jìn)聚合物基體內(nèi)，形成復(fù)合導(dǎo)電油墨，盡管這些墨水具備剪切變稀的特性，能夠順利從打印針頭擠出，但僅能實(shí)現(xiàn)在平面基底上的圖案打印，打印線條極易蠕變，無(wú)法進(jìn)行高度上堆疊。

針對(duì)上述問(wèn)題，該團(tuán)隊(duì)利用Carbopol分子與液態(tài)金屬氧化層的相互作用，使液態(tài)金屬液滴表面形成吸附凝膠層，這液態(tài)金屬能夠穩(wěn)定分散在凝膠中，形成高內(nèi)相乳液凝膠結(jié)構(gòu)。該材料具有出色的彈性行為和剪切變稀的流變特性。團(tuán)隊(duì)提出了凝膠層在微粒受剪切時(shí)產(chǎn)生潤(rùn)滑作用的概念，這種作用保證了高內(nèi)相乳液凝膠內(nèi)部緊密堆積的結(jié)構(gòu)在受到剪切力時(shí)不會(huì)破壞。該材料成功實(shí)現(xiàn)了液態(tài)金屬在高度維度上的堆疊成型。

此外，團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步探究了對(duì)該液態(tài)金屬高內(nèi)相乳液凝膠墨水的導(dǎo)電激活，實(shí)現(xiàn)了通過(guò)施加電場(chǎng)來(lái)激活油墨導(dǎo)電。這種全新的液態(tài)金屬墨水導(dǎo)電方式，擴(kuò)大了液態(tài)金屬高內(nèi)相乳液凝膠墨水在剛性表面和各種環(huán)境條件下的應(yīng)用。

最后，團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了液態(tài)金屬導(dǎo)電線路在柔性基底的3D打印，并首次實(shí)現(xiàn)了在非平面結(jié)構(gòu)（0°～90°）上3D打印液態(tài)金屬導(dǎo)線，這將擴(kuò)大液態(tài)金屬在復(fù)雜結(jié)構(gòu)器件上的應(yīng)用。