Forscher erschaffen leitfähiges Metallgel: Ein Team von Forschern der North Carolina State University (NCSU) in den USA hat ein Metallgel entwickelt, das über eine hohe elektrische Leitfähigkeit verfügt und für den 3D-Druck von festen Objekten bei Raumtemperatur genutzt werden kann. Das berichten die Wissenschaftler in einer Pressemitteilung der NCSU.
Ein Durchbruch in der 3D-Drucktechnologie
„Wir sind uns keiner vorherigen Technologien bewusst, die es ermöglicht haben, 3D-Metallgegenstände bei Raumtemperatur in einem einzigen Schritt zu drucken“, sagt Michael Dickey, Co-Korrespondentautor einer Arbeit über das Projekt und der Camille & Henry Dreyfus Professor für chemische und biomolekulare Technik an der North Carolina State University. „Dies öffnet die Tür zur Herstellung einer breiten Palette von elektronischen Komponenten und Geräten.“
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Herstellung des Metallgels
Zur Herstellung des Metallgels beginnen die Forscher mit einer Lösung aus mikroskopisch kleinen Kupferpartikeln, die in Wasser suspendiert sind. Anschließend wird eine geringe Menge einer Indium-Gallium-Legierung hinzugefügt, die bei Raumtemperatur flüssig ist. Das resultierende Gemisch wird dann vermischt, wobei das flüssige Metall und die Kupferpartikel im Wesentlichen aneinander haften und ein metallisches Gel „Netzwerk“ innerhalb der wässrigen Lösung bilden.
Das so entstandene Gel kann mit einer herkömmlichen 3D-Druckdüse gedruckt werden und behält seine Form beim Drucken bei. Wird es bei Raumtemperatur getrocknet, wird das resultierende 3D-Objekt noch fester und behält dabei seine Form bei.
Interessante Ergebnisse bei Hitzeanwendung
Erwärmt man das gedruckte Objekt während des Trocknungsprozesses, so können interessante Dinge geschehen. Die Forscher stellten fest, dass die Ausrichtung der Partikel beeinflusst, wie das Material trocknet. So könnten Sie beispielsweise ein gedrucktes Objekt nach dem Drucken seine Form ändern lassen, indem Sie das Muster des gedruckten Objekts und die Menge an Wärme steuern, der das Objekt beim Trocknen ausgesetzt ist.
„Was uns an diesem Material am meisten begeistert, ist seine Leitfähigkeit“, betont Dickey. „Die gedruckten Objekte bestehen zu bis zu 97,5% aus Metall und sind daher hochleitfähig.
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