如何3D打印新颖的电子设备

使用量子通过机械建模，研究人员还确定了电子是如何通过的2D材料图层，完全了解将来可以修改接地设备。

该研究的共同作者、物理与天文学院院长马克·弗罗姆霍尔德教授说:“通过将量子物理的基本概念与最先进的工程技术结合起来，我们展示了如何通过打印只有几个原子厚、几厘米宽的材料层来制造控制电和光的复杂设备。”

“根据量子力学的规律，其中电子作为波浪而不是颗粒，我们发现了2D材料中的电子沿着多个薄片之间的复杂轨迹行进。它看起来从一个剥落到另一片的电子跳到另一片跳跃在池塘表面上重叠百合垫之间。“

二维材料石墨烯.通常是通过连续剥落单层碳原子——排列成一个平面——然后用于生产定制的结构。然而，生产层并将它们组合成复杂的、像三明治一样的材料是很困难的，通常需要费力地一次用手沉积一层。

自从石墨烯被发现以来，涉及它的专利数量呈指数级增长。然而，为了充分开发其潜力，需要开发可扩展的制造技术。

新论文表明，添加剂制造 - 更常见的是新利18官方-使用墨水，将微小的石墨烯薄片(直径只有十亿分之一米)悬浮在墨水中，提供了一个有前途的解决方案。

通过将先进的制造技术与精密的性能测量和量子波建模方法相结合，该团队准确地找出了喷墨打印石墨烯如何成功取代单层石墨烯作为二维金属的接触材料半导体．

来自增材制造中心的合著者Lyudmila Turyanska博士说:“虽然之前3D打印过2D层和设备，但这是第一次有人确定电子如何在其中移动，并展示了组合打印层的潜在用途。我们的结果可能会为喷墨打印石墨烯-聚合物复合材料和一系列其他2D材料带来不同的应用。这一发现可用于制造新一代功能光电子器件;例如，大型高效太阳能电池;可穿戴，灵活的电子产品由阳光提供动力或穿着者的运动;也许甚至印刷电脑。“

研究人员使用了广泛的表征技术，包括显微拉曼光谱(激光扫描)、热重力分析、新型3D轨道ims仪器和电子测量，以提供对喷墨打印的石墨烯聚合物结构和功能的详细了解，热处理(退火)对性能的影响。

研究的下一步是通过使用聚合物来更好地控制薄片的沉积，以影响它们排列和对齐并试穿各种薄片尺寸的不同油墨。研究人员还希望能够开发更复杂的材料计算机模拟，以及它们共同努力的方式，开发了它们原型的大量制造方式。

该研究发表于先进功能材料。