得益於中國的“少年天才”曹原的研究，石墨烯的應用領域被不斷髮掘。現在3D打印行業也在思考：它是否可以擴展到3D打印領域——這可能具有革命性的影響，但現在還得先回答這個問題：科學家是否在石墨烯3D打印方面取得了成功？我們嘗試著回答這個問題。
石墨烯3D打印可能嗎？
石墨烯樣品
對於這個問題？答案為是，但又不完全是。原因如下：
石墨烯是純碳，就像煤和石墨一樣。那麼，它有什麼特別的能讓我們看到可能性呢？石墨烯以單層碳原子的形式存在於蜂窩狀結構中。這種聯繫非常強烈，但很輕。事實上，科學家說石墨烯比鑽石強10倍，比鋼強100倍。
除了令人印象深刻的強度和輕，石墨烯是導電的。這意味著石墨烯在我們所有的電子產品中都有取代硅的極大潛力。當然，專家們也注意到了石墨烯在柔性顯示器生產中的巨大潛力，因為它既柔軟又透明，而且導電。
然而，由於原子鍵只在橫向存在，所以它只能存在於二維中。一旦多層石墨烯相互疊加，就會得到性能相對較差的石墨。這意味著3D打印純石墨烯是不可能的。只有當石墨烯與粘合劑混合時，才有可能形成3D結構。
然而，石墨烯是一種很有希望的材料，具有巨大的革新工業的潛力。讓我們更詳細地瞭解當前石墨烯3D打印的創新過程。
石墨烯的FDM 3D打印？
3D打印石墨烯如同紙一樣薄
來自倫敦帝國理工學院材料系的研究小組設計了一種解決方案，能夠用石墨烯-聚合物複合材料製造3D物體。
他們的方案基於FDM 3D打印，並使用由聚合物和石墨烯片組成的特殊長絲。石墨烯賦予了石墨烯薄片驚人的特性，而聚合物使這些薄片能夠粘合以形成一個3D物體。
他們的研究發現，最後一部分要想充分發揮石墨烯的作用，3D打印對象必須在打印後暴露在高溫下。這個“設置”成就了最終物體。
到目前為止，他們已經取得了成功，但由於這是一個相當新的項目，這項技術仍然無法打印非常精確或大型的物體。無論如何，這無疑是石墨烯3D打印研究方面向前邁出的一大步。
石墨烯的SLA 3D打印？
石墨烯氣凝膠是一種石墨烯複合材料，可通過SLA 3D打印生產。
石墨烯3D打印的另一種創新方法來自於弗吉尼亞理工大學院工程學院和勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室。這兩個機構合作研究開發了一種新的石墨烯3D打印方法，它能夠將精確的物體形成任何你可能想到的形狀。
這個過程始於製備氧化石墨烯水凝膠。氧化石墨烯是一種類似石墨烯的化合物，但由氧化物與碳原子結合。水凝膠是由聚合物鏈組成的3D結構，其具有將聚合物鏈保持在一起的交聯。
然後用超聲波將石墨烯-氧化物分解，並加入光敏聚合物(水凝膠)。現在，研究表明，用這種氧化石墨烯水凝膠作為樹脂進行立體光刻技術（SLA）3D打印是可能的。結果是含有石墨烯氧化物的3D物體，這使得打印部件獲得了石墨烯的大部分驚人性能。
打印完成後，3D打印件需要加熱，以使聚合物溶解。加熱後剩下的是一種所謂的石墨烯氣凝膠，這是一種極輕的結構。
儘管這個過程比上述的基於FDM的過程更先進，但它仍然遠遠沒有完成，因為它只能創建非常小的結構。
實驗室裡的石墨烯3D打印
由於石墨烯是一種非常獨特的材料，研究人員很難想出如何實現石墨烯的3D打印。
石墨烯不僅對3D打印具有很大的挑戰性，而且價格昂貴又難以生產。關於石墨烯的炒作始於2004年的一個石墨和磁帶實驗。從那時起，許多科學家和工程師認識到石墨烯的非凡特性，聲稱它確實可以給不同的行業帶來革命。
為了使石墨烯能將革命帶入各種工業，必須能夠大規模生產石墨烯。然而，在3D打印業界，圍繞石墨烯的炒作從來沒有達到它的預期，根本原因是我們仍然無法大規模地進行石墨烯3D打印。目前所有的發展都只是針對微小的結構。
綜上所述，我們還處於石墨烯3D打印的早期階段。到目前為止，取得的進展似乎很有希望，但在石墨烯開始進入我們將每天與之互動的所有事物之前，還有很長的路要走。
來源：3D打印商情