微纳金属3D打印技术应用：AFM探针？

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2022-06-12 12:16 标签： 3d立体金属拼图技巧

3D生物打印技术在复杂结构和多细胞组织器官构筑方面具有不可替代的优势。生物3D打印墨水日益成为制约3D打印组织工程领域发展的瓶颈，其可打印性和物化性能，对细胞行为和命运的调控是构筑组织器官，实现再生的关键。水凝胶是含大量水的三维交联网络材料，具有类细胞外基质的特征，可用于生物3D打印。然而，水凝胶材料存在凝胶-溶胶转变慢、支撑强度弱等问题，打印精度和结构稳定性有待改善。光交联、增稠剂或支持浴等策略可部分地解决这些难题，但增加了打印工艺的复杂程度，增大了生物毒性等风险。解决水凝胶材料可打印性与结构稳定性之间的矛盾，实现温和条件下的快速打印，构筑高精度仿生组织工程支架，是生物3D打印领域亟待解决的关键科学问题。

中山大学付俊教授团队发明了由微凝胶生物3D打印墨水，研究发现，微凝胶可通过氢键组装为宏观水凝胶(bulk hydrogel)，具有典型的触变性能、快速自愈合性能和一定的机械强度，可在常温条件下直接打印构筑复杂组织工程支架(图1)。

编者按：本文转载自微信公众号 ，作者：老酒高分子


因为高的理论容量，低的氧化还原电位，钠资源丰富并且价格低廉，逐渐成为当前能源领域的研究热点。然而，由于在反复电镀/剥离过程中钠枝晶的生长导致的低库伦效率及容量衰减等问题限制了钠金属电池的实际应用。MXene作为新型的二维层状材料，因其高的导电性，丰富的表面官能团，良好的亲水性等特点，在近年来受到了广泛的关注。到目前为止，MXene在钠金属负极的研究主要集中在Ti3C2(或Ti3C2Tx)及其衍生物上，其它MXene很少涉及。因此有必要尝试更多的MXene用于钠金属负极，同时利用原位、非原位测试以及计算相结合的手段系统深入的研究钠金属在MXene上沉积的电化学行为，提高钠金属负极电化学性能。

近日，郑州大学教授，副教授和新加坡科技与设计大学教授合作采用3D打印技术制备了三维分级多孔结构V2CTx/rGO-CNT微网格气凝胶作为钠金属负极电极。采用原位TEM和原位光学显微成像技术，非原位SEM表征及密度泛函理论模拟技术(DFT)研究了V2CTx MXene引导钠沉积的热力学和动力学行为机制。利用3D打印技术制备V2CTx MXene微网格结构应用于钠金属负极，具有以下特点：

（1）3D打印V2CTx/rGO-CNT分级多孔结构骨架具有大比表面积，可以有效降低电流密度以及提供丰富的钠金属成核位点，抑制钠枝晶。此外，3D打印可以方便的制备人工可调厚度，有效提高钠金属负极面容量。

（2）3D打印的V2CTx/rGO-CNT相互连通的导电骨架提高电子导电能力，分级有序人工多孔结构有效加速离子传输速率，提高反应动力学。具有一定机械强度的3D打印骨架为整个电极提供了强有力的支撑，保证在循环过程中电极的完整性。

（3）更加重要的是，V2CTx MXene具有丰富的官能团（-O，-F），通过DFT计算表明这些官能团和Na有强的结合能，比如F-Na之间的结合能是-/88188.html

3d打印制造技术(公开)


3D 打印技术在航空航天（高轨通信卫星）的应用研究 作者：夏庆 北京航空航天大学 摘 要 3D 打印技术（又称增材制造）是大批量制造模式向个性化制造模式发展的引 领技术，非常适合航空航天领域多品种、小批量、结构复杂、原材料价值量高的生产制造模 式。对国内外3D 打印的产业发展情况、最新研究进展及其在航空航天领域的应用情况进行 了调研；结合我国高轨通信卫星领域的发展现状和需求，针对当前3D 打印的技术特点以及 未来发展趋势，提出了促进和发展3D 打印技术在通信卫星制造领域应用的几点建议。 关键词 3D 打印 增材制造 航空航天 通信卫星 应用 1 引言 自1986 年美国3D Systems 公司推出了第一款工业化的“3D 打印”设备以来， 3D 打印技术历经了近30 年的发展，被认为是推动新一轮工业革命的重要契机， [1] 近年来引起全世界的广泛关注 。3D 打印技术综合了数字化建模技术、机电控 制技术、信息技术、材料科学与化学等诸多方面的前沿技术知识，在消费电子产 品、汽车、航空航天、医疗、军工、地理信息、艺术设计等多个领域都得到了广 泛的应用，以其革命性的“制造灵活性”和“大幅节省原材料”在制造业掀起一场革 [2] 命 。 采用3D 打印技术，可以实现直接面向产品的三维属性进行设计与生产，有 助于促进设计-生产过程从平面思维向立体思维的转变，同时具有制造成本低、 周期短的技术特点，非常适合航空航天产品多品种、小批量、结构复杂、原材料 价值量高、研制周期紧迫的产业特点。 3D 打印技术在国内外航空航天制造领域的应用主要集中在3 个方面：产品 外形验证、直接产品制造及精密熔模铸造的原型制造，在提高生产效率、降低企 [3] 业生产成本、加强产品性能方面取得了良好的效果 。目前国内外航空航天公司 均投入大量人力物力开展3D 打印相关领域的严究，并已取得部分突破性的进展， [4] 有可能对未来的航空航天制造业产生革命性的变革与颠覆 。因此，紧跟3D 打 印技术的最新研究趋势、研究3D 打印技术在高轨通信卫星制造领域的应用具有 重要的实际意义。 1 2 3D 打印制造技术概述 2.1 3D 打印制造技术原理 3D 打印（3D Printing ）是指通过连续的物理层叠加，逐层增加材料来生成 三维实体的技术，其实质是“增材制造” （Additive Manufacturing ）技术。美国材 料与试验协会 （ASTM ）将增材制造技术定义为：基于3D 模型数据，采用与减 式制造技术相反的逐层叠加的方式，通过电脑控制将材料逐层叠加，最终将计算 机上的三维模型转变为产品实物的工艺技术。 3D 打印的工作原理类似于喷墨打印，不需要传统的刀具、机床、夹具，便 可快速而精密地制造出任意复杂形状的新产品、模具或模型。其主要流程是：应 用计算机软件设计出所需产品的三维模型，然后将三维模型沿一个方向离散成一 系列二维截面图，根据截面图信息，通过特定的成型设备（俗称“3D 打印机” ）， 利用精密喷头将液化、粉末化、丝化的固体材料逐层“打印” 出截面图形。如此循 环，直到整个三维模型的所有截面全部打印完成，就形成了实体产品。3D 打印 技术原理如图2-1 所示。 图2-1 3D 打印技术原理图 3D 打印机是 3D 打印的核心装备，它是集机械、控制及计算机技术等为一 体的复杂机电一体化系统，主要由高精度机械系统、数控系统、喷射系统和成型 2 环境等子系统组成。此外，新型打印材料、打印工艺、设计与控制软件等也是 3D 打印技术体系的重要组成部分。3D 打印系统涵盖了产品生命周期前端的“快 速原型” （Rapid Prototyping ）、全生产周期的“快速制造” （Rapid Manufacturing ）， 以及其他所有添加工艺、技术、系统类别和应用。

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