據(jù)報道，美國賓厄姆頓大學(xué)(Binghamton University)的一位工程師正在進(jìn)行的一項(xiàng)研究有可能會導(dǎo)致制造技術(shù)發(fā)生根本的變化，并且可以改進(jìn)能源生產(chǎn)、醫(yī)療保健、安全等方面的設(shè)備。

賓厄姆頓大學(xué)機(jī)械工程助理教授Paul Chiarot最近收到了來自美國國家科學(xué)基金會(NSF)的一筆50萬美元、為期5年的研究撥款。他的目標(biāo)是在非常精細(xì)的尺度上重新定義3D打印技術(shù)。

據(jù)了解，他發(fā)明的“電噴射(electrospray)”技術(shù)將微小顆粒放入一種溶劑，然后將其施加于對象表面，通過一種類似噴墨打印機(jī)的工藝創(chuàng)建電子元器件。“傳統(tǒng)上，我們制作對象的方式就是到處放置材料，然后蝕刻掉我們不想要的部分。”Chiarot說。“最終你可能會蝕刻掉90%甚至95%的材料。而如果通過打印，你可以將材料放置在自己想要的位置。”

Chiarot稱，他的研究工作將會建立在賓厄姆頓大學(xué)已有研究成果的基礎(chǔ)上。他說：“我們正在做的事情是在最小的尺度上控制單個對象層的結(jié)構(gòu)。”他說：“現(xiàn)在，對這一塊的控制并不是很多。但是如果真的想要一個3D打印部件具有很好的功能性，你就會想要在盡可能小的尺度上控制我們稱之為結(jié)構(gòu)的東西。”

Chiarot宣稱，這種層面的控制將使工程師們可以制造出具有特殊的力學(xué)、電學(xué)、熱學(xué)和光學(xué)性質(zhì)的部件。比如為了存儲數(shù)據(jù)讓磁性顆粒以某種特定方式進(jìn)行排列；一層薄薄的黃金既透明、又具有導(dǎo)電性，這對于太陽能電池開發(fā)有很大的用處;玻璃顆粒可用于具有防霧劑或防結(jié)霜性能的涂料等。

“如果把這些顆粒想象成臺球，我們現(xiàn)在的方式只是將它們雜亂無章地堆在一起，然后讓電流通過。如果它是隨機(jī)堆放的，那么它可以做的工作是有限的。”Chiarot說。“但是，如果我們能夠像排列臺球那樣將它們有序的組織起來——這應(yīng)該有助于我們獲得具有更好導(dǎo)電性的更高效設(shè)備，或許使用的材料反而更少。”

Chiarot研發(fā)的這種“電噴射”系統(tǒng)主要依賴一個高壓電源和一個小小的泵，后者負(fù)責(zé)將材料傳送到一個看上去像注射器的噴嘴那里。當(dāng)這些顆粒被噴出時，它們上面都有高電荷將彼此分開。看上去就像一朵溶劑云。Chiarot稱可以在其飛行過程中施加二次電場對其進(jìn)行重新定位。

平的塑料和玻璃基板是其實(shí)驗(yàn)室中的主要用具，但是Chiarot也會使用3D打印出來的塑料部件，以及使用電噴射技術(shù)將涂料施加到不是那么平坦或者有規(guī)律的對象上。

研究人員的目標(biāo)是使電噴射打印變成一個真正的制造工具。“我們想要從根本上理解其中的原理。”Chiarot說，“然后，我們會利用這些知識，開發(fā)出一種制造技術(shù)，這將創(chuàng)造新的就業(yè)機(jī)會。”