Первые успехи в 3D-печати микростуктур из графена

Хотя в последнее время немало говорится о возможностях графеновой 3D-печати, а компания Graphene Labs даже разрабатывает композитный графеновый филамент, исследование возможностей графеновой печати пока лишь начинается. Новое исследование, опубликованное учеными из Имперского колледжа Лондона, раскрывает возможность создания филамента с высоким содержанием графена, пригодного для печати комплексных микроструктур. В состав материала входит химически модифицированный графен в комбинации с разветвленным сополимерным поверхностно-активным веществом. Проведенные опыты позволили исследователям напечатать структуры, полностью состоящие из графена. Хотя подобные эксперименты уже проводились за счет эмульсионного нанесения по шаблонам и литья, удавалось получить лишь простые геометрические модели – цилиндры, кубы и т.д. На этот же раз, удалось получить цельную структуру со сложным строением. Главной целью проекта является исследование возможности придания графену необходимой для печати вязкости с сохранением формы после нанесения, а также обеспечения хорошего схватывания слоев. Графен в чистом виде нерастворим в воде, а потому создание «чернил» на его основе представляет серьезные трудности. Как следствие, для печати использовался оксид графена в растворе с регулируемой кислотностью. Профессор Эстер Гарсия-Туньон пояснила в своем докладе, что примененный метод позволил команде исследователей печатать с помощью сопел диаметром от 100 до 500 микрон, формируя при этом достаточно прочные, самоподдерживающие структуры за счет тщательной регулировки реологических свойств расходного материала. По окончании печати модели прошли специальную обработку для восстановления качеств, присущих чистому графену.

Весь процесс основан на поддержании уровня кислотности, оптимального для достижения необходимых для 3D-печати характеристик раствора. Коммерческое внедрение новой технологии позволит печатать модели высокой прочности и проводимости, необходимые для полноценного внедрения 3D-печати в производство электроники.