当不同世界的碰撞:Tim Harper做的石墨烯和3D打印市场分析
传统观点认为当两种科技-石墨烯和3D打印,相碰撞时就是最好的时机,这正是现在所发生的事情。
也许有人会说石墨烯和添加剂制造是两种正在寻找市场的技术。他们都因为过高的期望而遭受同样的际遇,并且他们在大型市场应用的推广中都存在同样的问题。
3D打印,更确切的说是添加剂制造技术,是通过一层一层的打印结构来构建三维的实体。它通常比模制或铸造等传统制造技术快的多,并且非常适合一次性原型。
早在2013年,各大零售商如英国的Sainsbury’s和美国的史泰博就已经意识到3D打印的变革潜力。然而,就石墨烯来说,真很难找到正的消费者的应用。
很有乐趣但是没有开发价值?
目前,研究人员正在使用石墨烯纳米片打印神经元,欧莱雅正威胁着要打印的皮肤,厨师甚至要打印食物。这所有的一切都让人联想到纳米技术的初期,当所有人都用原子力显微镜或聚焦离子束系统刻蚀东西,得到微小的硅,并声称它是世界上最小的。这么做很有趣,但没有什么可拓展升级的。
3D打印大部分应用的问题是有点单一。你第一次看到利用打印机制备出一个复杂的聚合物模型确实是一个壮观的景象,但我经常怀疑是否还能制备更多的东西。通常我希望看到的“更多”,包括速度和功能。
3D 打印电子
这项功能是通过Voxel8等公司实现的,Voxel8公司最近发布了全球首款3D电子打印机。这款打印机利用银墨来获得所需的导电性。
已经有一家公司专门致力于三维打印石墨烯,叫石墨烯3D实验室,他们已经拥有一款市售产品 - 尽管他们介绍喷嘴的宽度为0.5mm,但是不要指望印刷石墨烯超级计算机能很快出现。
韩国研究人员声称已经开发出完全由石墨烯制成的3D打印纳米结构,这推动了分辨率的限制。
它不只是印刷电子。Lawrence Livermore国家实验室的一个团队利用3D打印机制备出石墨烯气凝胶,这听起来非常令人振奋直到你看到完整的过程:
Matt Davenport说:其油墨含有水,氧化石墨烯薄片,二氧化硅填料颗粒和胶凝剂,如碳酸铵。通过在异辛烷溶液中印刷油墨,可以阻止油墨干燥并给胶凝剂时间来将片组装成多孔框架。一旦打印机完成,再用空气取代异辛烷,刻蚀掉硅,并留下了具有大的表面积和良好的导电率,并超强可压缩性的气凝胶。“
与此同时,英国伦敦帝国学院和华威大学的研究人员一直在研究3D打印的石墨烯复合材料,但他们也表明,这还处于非常初期的阶段。
固态3D冷却
进一步推动障碍的是利物浦的包容性设计,他们规划了3D打印固态冷却系统。
我们的想法是打印一个分形结构,而这根本不可能通过其他形式制备,我们设计了一种光阑使得红外光的光子可以进入,但永远无法在被吸收之前跑出来。
这一概念已被应用于微波,将尺寸减少几个数量级,使其能在红外波长范围工作。
该设计利用石墨烯的高热导率来吸走热量,然后以此产生动力,即通过冷却来发电。
来自天堂的结合?
随着速度和分辨率方面的改善,3D打印毫无疑问将是一个革命性的技术。我提到的每个石墨烯制造商都寄希望于复合材料和印刷上,并在石墨烯的导电油墨方面做了大量的工作,将他们的工作方式融入主流的应用只是一个时间问题
虽然3D打印制造的缓慢性限制了它的应用,这两种技术都在势不可挡地向前发展,并吸引了大量的研究经费。
而3 d印刷/石墨烯的结合可能是天作之合,但还有更多的工作需要进一步去解决。直径范围在半微米到几十微米的石墨烯片的使用,限制了喷嘴的尺寸而带来堵塞的问题,同时也限制了最终结构的尺寸大小为微米级。
此外,虽然石墨烯可用于添加剂制造业,但到目前为止,除了好奇并没有令人信服的理由支持人们这样做。
这就像观看星系碰撞。虽然等待的过程是不可避免的,但我们仍然在积极寻找能促成这一设想的催化剂或应用程序。
新材料在线编译整理——翻译:王晶晶 校正:摩天轮
- 上一篇 >发行规模大增 2022年绿色债券市场扩容可期2022-02-17
- < 下一篇将二氧化碳转化为绿色能源电池2016-03-07

