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点我加入材料人编辑部


  材料牛注:近年来,3D打印技术在世界各地引起了广泛关注,该技术通过将打印对象分层、打印、层叠,最终获得宏观的三维结构。而今天我们所要介绍的原子级3D打印技术则是一种更为微观的技术,这一技术在材料设计与精密制造方面具有巨大的发展前景。

  图1 显微镜下制备得到的三维结构:其左部所示为最终完成的结构,右部则是对制备该结构过程的模拟。

  美国能源部橡树岭国家实验室(ORNL)的研究人员表示,未来人们将通过控制材料在原子级精度下的增材制造(Additive manufacturing ,AM)技术生产出具有更优良的弹性和韧性的材料。

  最近,ORNL的研究员Olga Ovchinnikova 及她的同事在美国化学会(ACS)的纳米子刊上发表了一篇综述论文(Directing Matter: Towards Atomic Scale 3D Nanofabrication),他们认为AM技术的终极目标是在原子尺度上制备和设计材料。通过引导,使原子一个接一个地组装起来,从而获得所需要的材料。通过这种方法,传统制造技术的一些限制也将被打破,我们也将因此获得许多近乎完美的材料与产品。

  Ovchinnikova表示:“实现并熟练掌握在原子尺度上组装三维材料的技术将有利于人们设计出强度更大、密度更小、更适应极端环境的材料,并为能源、化学以及信息学提供更经济有效的解决方法。”

  通过引导,还可以免除需要通过平板印刷术、刻蚀技术以及其他传统生产技术来去除不需要的材料这一步骤。

  本文由编辑部王宇提供素材,丁琬芝编译,丁菲菲审核,点我加入材料人编辑部。

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