確認(rèn)過(guò)眼神……當(dāng)3D列印遇見(jiàn)納米三氧化鎢粉末，會(huì)否“一見(jiàn)傾心”？啊哦，這只是個(gè)小插曲。話(huà)說(shuō)，3D列印技術(shù)的出現(xiàn)可以追溯到幾十年前。在小編剛接觸到“3D列印”之初，第一個(gè)想法就是：啊！以後應(yīng)該啥都能“列印”出來(lái)吧！Emmm，然後吧，物價(jià)也可以順便降降。然而，目前，這只能是想像。且不說(shuō)別的，就說(shuō)說(shuō)納米三氧化鎢粉末。
目前，3D列印技術(shù)的難點(diǎn)之一就是使用難熔金屬進(jìn)行列印，特別是像鎢、鉻、錸這類(lèi)熔點(diǎn)很高的金屬，更別提納米級(jí)粉末顆粒了。嗯，這意味著將3D列印技術(shù)用於納米三氧化鎢粉末相關(guān)也是頗具難度。多年來(lái)，各國(guó)的科學(xué)家們致力於研究可以實(shí)現(xiàn)即有成本效益，又能達(dá)到理想性能要求的新工藝。
那麼，3D列印技術(shù)是啥？3D列印技術(shù)也稱(chēng)為增材製造，採(cǎi)用這種技術(shù)製造金屬器件與我們目前所用的粉末治金工藝有些類(lèi)似，都是以金屬粉末為基礎(chǔ)構(gòu)築成件，如陶瓷粉末、金屬粉末。所不同的是材料粉末不是通過(guò)燒結(jié)連接起來(lái)的，而是通過(guò)噴頭，用特殊的粘接劑將零件的截面“印刷”在材料粉末上面而成形的。
近期有外國(guó)科學(xué)家開(kāi)發(fā)了一種新技術(shù)，一種可以使用3D列印技術(shù)創(chuàng)建複雜的納米級(jí)金屬結(jié)構(gòu)。這種技術(shù)將可以用於各種各樣的應(yīng)用中，例如在微小的電腦晶片上創(chuàng)建3D邏輯電路，又例如製造工程超輕型飛機(jī)元件，這種工藝能創(chuàng)建具有不同特性的各類(lèi)新型納米材料。
在3D列印中，物體是逐層構(gòu)建的，從而允許創(chuàng)建不需要通過(guò)諸如蝕刻或銑削的常規(guī)減成方法來(lái)製造產(chǎn)品。美國(guó)加州理工學(xué)院材料科學(xué)家在3D印表機(jī)組（增材製造機(jī)）中設(shè)計(jì)了一種超薄的三維架構(gòu)，這種三維架構(gòu)其光束僅為納米級(jí)，太小而不能用肉眼看到新型3-D組列印出各種材料的結(jié)構(gòu)，從陶瓷到有機(jī)化合物。此外，科學(xué)家也在全力攻關(guān)以突破3D列印像鎢和鈦這樣的難熔金屬，尤其是當(dāng)試圖製造尺寸小於約50微米或約為頭髮寬度一半的微細(xì)粉末。
科學(xué)家將鎳和有機(jī)分子粘合在一起，形成一種看起來(lái)很像咳嗽糖漿的液體。他們使用電腦軟體設(shè)計(jì)了一個(gè)結(jié)構(gòu)，然後通過(guò)用雙光子雷射器來(lái)切換液體來(lái)構(gòu)建它。鐳射在有機(jī)分子之間產(chǎn)生更強(qiáng)的化學(xué)鍵，將其硬化為結(jié)構(gòu)的構(gòu)建塊。由於這些分子也與鎳原子結(jié)合，所以鎳會(huì)結(jié)合到結(jié)構(gòu)中。通過(guò)這種方式，該團(tuán)隊(duì)能夠列印出三維結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)最初是金屬離子和非金屬有機(jī)分子的混合物。然後，把結(jié)構(gòu)放入一個(gè)烤箱，在真空室中將其緩慢加熱到1000℃。該溫度遠(yuǎn)低於鎳的熔點(diǎn)（1455℃），但足夠熱以蒸發(fā)結(jié)構(gòu)中的有機(jī)材料，僅留下金屬。被稱(chēng)為熱解的加熱過(guò)程也將金屬顆粒熔合在一起。此外，由於該工藝蒸發(fā)了大量的結(jié)構(gòu)材料，其尺寸縮小了80%，但仍保持其形狀和比例。最終的縮水是能夠讓結(jié)構(gòu)變得如此之小的重要原因。在這種建造的納米結(jié)構(gòu)中，印刷部分的金屬梁直徑大約是縫紉針尖端尺寸的1/1000。
科學(xué)家們?nèi)栽诓恍概σ猿掷m(xù)精進(jìn)他們?cè)?D列印領(lǐng)域的技術(shù)。雖然他們剛從金屬鎳開(kāi)始“列印”，但他們顯示出極大的興趣，對(duì)於將“列印”這件事兒擴(kuò)展到工業(yè)中常用的其他金屬，如鎢和鈦。當(dāng)然，科學(xué)家們的激情可不僅限於此，他們也希望使用3D列印技術(shù)來(lái)列印其他材料，包括陶瓷、半導(dǎo)體、壓電材料和其它異種材料。
