LLNL科学家3D打印出石墨烯气凝胶微格

美国劳伦斯·利弗莫尔国家实验室（LLNL）的研究人员近日宣布，他们3D打印出了轻量级石墨烯气凝胶，这种气凝胶具有超级可压缩性，提供高达90％的压缩应变。通过直接使用油墨进行3D打印，LLNL的研究人员已经能够设计出一种革命性的架构，实现了传感器、液流电池、分离器等支持的有效机械传输。

“使用一种可控、可量度的制造方法来根据特定的应用，设计出定制的宏观架构来制造石墨烯气凝胶，已经成了我们能够解决的挑战。”工程师Marcus Worsley说，他是相关论文的共同作者之一，该论文已经发表在了4月22日版的《Nature Communications》上。

“3D打印可以实现气凝胶孔结构的智能设计，从可以控制它的质量传输（由于其小而曲折的孔结构，气凝胶通常需要很高的压力梯度才能实现质量传输）和物理属性的优化，比如刚性等。这一进展为将气凝胶用于新颖和创造性的应用开拓了设计空间。”

在这一新的工艺中，研究人员使用的是还有石墨烯氧化物（GO）成分的打印油墨。这种油墨是由水性石墨烯氧化物悬浮液和二氧化硅填料组成的，在3D打印时通过一个微型喷嘴挤出。

通过3D打印制造出的石墨烯气凝胶微格（microlattice）具有优异的导电性和高表面积，可以作为一种存储能量的新载体，并可用于传感器、纳米电子学、催化、分离等应用。

“在气凝胶上采用3D打印技术可以制造出无数复杂的气凝胶架构以供应用，比如其机械性能和可压缩性，这是从来没有过的成就。”该论文的另一合作者Cheng Zhu说。

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