邢瑞哲等人报道了可打印的金属凝胶(钟摆悬浮液)，由铜颗粒的水悬浮液组成，由液态共晶镓铟合金(EGaIn)桥连接。摆式悬浮液依靠毛细力在固体颗粒之间形成网络，具有组分依赖的流变性，但先前的研究主要集中在绝缘悬浮液上。在这里，通过改变组成和pH值来调整导电固-液-液悬浮液的流变性;后者促进金属润湿。干式印刷部件具有金属导电性，无需烧结步骤。在高温下干燥可以加速水的去除，同时产生驱动形状变化的压力(即4D打印)。作为演示，作者打印了一个导电蜘蛛，它可以从最初的扁平形状中抬起并组装自己的身体。这种导电油墨有望在环境条件下印刷金属结构。图片来源:Xing等人，doi: 10.1016/j.mat .2023.06.015。

“3D打印已经彻底改变了制造业，但我们不知道以前的技术可以让你在室温下一步打印3D金属物体，”北卡罗来纳州立大学教授迈克尔·迪基说，他是该论文的共同通讯作者。

“这为制造各种电子元件和设备打开了大门。”

为了制造金属凝胶，迪基教授和他的同事们从悬浮在水中的微米级铜颗粒溶液开始。

然后，他们加入少量的铟镓合金，这种合金在室温下是液态金属。然后将得到的混合物搅拌在一起。

当混合物被搅拌时，液态金属和铜颗粒基本上相互粘在一起，在水溶液中形成金属凝胶网络。

迪基教授说:“这种凝胶状的一致性很重要，因为这意味着铜颗粒在整个材料中的分布相当均匀。”

“这有两个作用。首先，它意味着粒子网络连接形成电通路。其次，这意味着铜颗粒不会沉降到溶液中而堵塞打印机。”

所得到的凝胶可以使用传统的3D打印喷嘴打印，并在打印时保持其形状。

并且，当在室温下干燥时，生成的3D物体在保持其形状的同时变得更加坚固。

然而，如果用户决定在打印物体干燥时对其加热，就会发生一些有趣的事情。

研究人员发现，颗粒的排列会影响材料的干燥方式。例如，如果你打印一个圆柱形物体，当它干燥时，它的侧面会比顶部和底部收缩得更大。

如果某样东西在室温下干燥，这个过程足够缓慢，不会造成物体的结构变化。

然而，如果你加热——例如，把它放在80摄氏度的加热灯下——快速干燥会导致结构变形。

因为这种变形是可预测的，这意味着你可以通过控制打印物体的图案和物体在干燥时暴露的热量来改变打印物体的形状。

迪基教授说:“最终，这种4D打印——传统的三维加上时间——是一种可以用来创造具有理想尺寸的结构的工具。”

“但我们发现这种材料最令人兴奋的是它的导电性。”

“因为打印的物体最终含有高达97.5%的金属，所以它们具有很高的导电性。”

“它的导电性显然不如传统铜线，但在室温下3D打印铜线是不可能的。”

“我们开发的东西比任何其他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。”

作者：https://www.sci.news/othersciences/materials/metallic-gel-conductive-3d-4d-printing-12070.html

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