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3D打印:足以改变一个产业的尖端科技

2015-08-08 10:00
华静一
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  在这个时代,智能手机盛行,现在无论是男女老幼,基本上智能手机是人手一台。然而,无论是再好的智能手机,其电池的续航能力仍不尽如人意。而现在,科学家为我们带来了3D打印石墨烯“超级电池”,也许电池产业的命运从此改变。

  可能很多人没有注意到,在人类科技突飞猛进的今天,我们的电池技术却没有跟上来,阻碍了很多行业的发展,比如智能手机用户抱怨最多的就是电池的使用寿命,因为电池续航能力差,我们不得不每隔一段时间就给手机充一次电,此外,由于缺乏可靠的电池,电动汽车产业在过去几十年里几乎没有实质性的进步。

  智能手机用户抱怨最多的就是电池的续航能力差

  不过高容量的电池也许很快就会消除这个痛点,来自英国曼彻斯特城市大学的电化学与纳米技术教授Craig Banks尤为引人注目,因为他正在使用的材料是神奇的石墨烯,而他采用的技术则是当下最为火热的3D打印。

  Banks和他的团队凭着这个项目从英国工程物理科学研究理事会那里获得了50万英镑的资助。他们正在采取类似的方法使用石墨烯油墨打印复杂的3D结构。如果成功,这将有望他们创造的电池和超级电容器的容量。

  3D打印石墨烯油墨有望创造超级电池

  储能系统(ESS)对于人类应对气候变化至关重要,而且由于人们已经找到了各种方法产生清洁能源,而找到一种有效地方式将该清洁能源存储起来就成了当务之急。”Banks解释说,“锂/钠离子电池和超级电容器是实现这一目标有希望的方法。这个项目将充分利用石墨烯优势——它比金属更导电——并将其应用到ESS中。我们正在努力获得一种导电油墨,它既具有石墨烯的神奇特性,又能够被3D打印。这样我们就能够很方便地操纵它形成各种结构,开发出符合我们要求的电池和超级电容器。”

  尽管之前也有几家公司和研究团队进行过石墨烯的3D打印,不过他们依靠的只是石墨烯的混合物,或者说是半石墨烯材料。这种石墨烯是石墨烯和碳黑或石墨的混合物,它们并不具有纯石墨烯身上的所有属性,说得通俗一点也就是性能较差,跟纯石墨烯根本不能比。另外,在将其用于3D打印时,时间问题也是一大挑战,因为在打印下一层之前,上一个打印层需要被固化。考虑到通常一个3D打印对象会包括很多层,显然这个过程相当耗时。

  “我们想出办法让其直接固化,使用紫外光照射也许可行,因为微米级别以上的物体固化总是需要很长的时间。”Banks补充说。“最理想的情况应该是,插上打印机电源,你就能够在自己的书桌上使用石墨烯打印出任何形态的结构。”

声明: 本文由入驻维科号的作者撰写,观点仅代表作者本人,不代表OFweek立场。如有侵权或其他问题,请联系举报。

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