科学家研发出适用于标准3D打印机的导电CNT复合材料

近日，意大利一组研究人员表示，可以使用碳纳米管（CNT）制造导电复合材料，并可以使用标准的商业3D打印机进行3D打印。在都灵理工大学的Marco Sangermano教授领导下，研究团队一直在使用数字光处理（DLP）（一种使用光聚合物和光投影的3D打印技术）进行研究。

该研究结果最近发表在Polymer的题为“Development of 3D printable formulations containing CNT with enhanced electrical properties”中。研究团队正在努力实现保持碳纳米管的电性能的可3D打印聚合物纳米复合材料。对于不熟悉的人来说，碳纳米管仅仅是具有纳米级直径的碳基管状材料。

作为项目的一部分，研究人员创建了一种由两种聚合物（PEGDA和PEGMEMA）组成的基质材料，并向其中添加了多壁碳纳米管。在这个阶段，研究人员制造了许多不同的材料，每种材料具有不同比例的聚合物和纳米管，并进行流变试验（换句话说，就是以液体形式进行测试）。然后使用可3D打印的最佳粘度的材料混合物，使用未改性的DLP 3D打印机产生一系列物体。

在打印的对象中，有三毫米立方体、亚毫米薄膜、厘米级六边形结构和电路模型。后者用于测试碳纳米管聚合物复合材料的导电和机械特性。对3D打印对象的后续测试展示了一些新发现。首先，研究人员发现向材料混合物中加入CNT会导致交联密度的轻微降低，这降低了物体的机械性能。然而，电测试表明，通过将甚至0.1wt％的CNT加入到聚合物混合物中，材料的导电性提高了三个数量级（1000x）。当它们提高CNT的浓度时，电导率进一步增加。

虽然测试展示了碳纳米管复合材料的导电潜力，但研究人员正在努力改善材料的机械性能，同时保持其导电性能。为了做到这一点，他们正在测试使用更强的光源提高DLP 3D打印机的效率。

对此，意大利科学家将继续他们的研究，以发现导电碳纳米管复合材料如何能够更大规模地推进标准3D打印机的3D打印材料。