据美国北卡罗来纳州立大学官网消息，该校的研究团队近期开发出了一种高导电性的金属凝胶，可用于在室温下打印三维固体物体，这项技术为制造各种电子元件和设备打开了新的大门。相关研究成果以“Metallic Gels for Conductive 3D and 4D Printing”为题发表在《Matter》杂志上。
3D打印技术给制造业带来了翻天覆地的变化，在电子元件和设备制造领域都有着广泛的应用，不过目前还没有技术可以实现在室温下3D打印铜等金属导体。为了实现在室温下打印导体，研究团队开发了这种金属凝胶，研究人员从悬浮在水中的微米级铜颗粒溶液开始进行操作，先在其中加入少量的铟镓合金(室温下是液态金属)，然后搅拌混合物，使液态金属和铜颗粒基本上相互粘在一起，在水溶液中形成一个金属凝胶“网络”。
这种凝胶的稠度很重要，因为稠度确保了铜颗粒在整个材料中的均匀分布。一方面，铜颗粒的均匀分布意味着颗粒网络连接在一起形成了导电路径。另一方面，这也确保了铜颗粒不会从溶液中沉淀出来，堵塞打印机。这种凝胶可使用传统的3D打印喷嘴进行打印，并能使打印物体保持其形状，打印出的物体含有高达97.5%的金属，具有1.05×105S/m的高导电性。而且当打印的3D物体在室温下干燥时，也会变得更加坚固。
同时研究人员还发现，不同的颗粒排列会影响材料的干燥方式，不同的干燥温度会导致打印物体的结构变化，由于这种变形是可预测的，所以用户可通过控制打印物体的图案和干燥时所施加的热量，使打印物体改变形状。
该项研究的通讯作者 Michael Dickey表示：“我们开发的东西比任何可以打印的东西都更导电。我们对这里的应用感到非常兴奋。我们愿意与行业合作伙伴合作，探索潜在的应用，也很乐意与潜在的合作者讨论未来的研究方向。”
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