3D納米打印技術將陶瓷轉化為高性能材料，用于疾病檢測和航空航天領域
導讀：一種全新的陶瓷制造方法的開發和應用，可能會對多個領域產生深遠的影響，包括醫療診斷、水處理和航天技術等。
2025年2月18日，在3D打印技術的最新進展中，3D-AJP（氣溶膠噴射3D納米打印）技術成功解決了陶瓷材料制造中的一個重大難題。由卡內基梅隆大學領導的研究團隊開發的這項技術，不僅能夠制造出高度復雜的微尺度陶瓷結構，而且實現了前所未有的尺寸控制精度和最小化收縮率。卡內基梅隆大學機械工程學教授、本研究的主要作者Rahul Panat闡述道：“采用傳統制造技術，無法加工出如此微小且精確的陶瓷結構，這些結構在加工過程中極易碎裂。”
3D-AJP技術推動陶瓷打印在環保和醫療中的應用
陶瓷材料因韌性低、硬度高而難以制造，但獨特的性能使它成為許多高科技應用的理想選擇之一。盡管增材制造技術已經能夠生產復雜的陶瓷結構，但它們通常面臨著特征尺寸精確控制和微尺度高收縮之間的挑戰。3D-AJP技術成功克服了這些限制，實現了對特征尺寸至20微米的精確控制，且縱橫比高達30:1，燒結時的線性收縮率僅為2-6%，為制造高精度陶瓷部件提供了可能。
該技術利用幾乎無粘合劑的納米顆粒墨水，在Aerosol Jet 3D打印機中進行打印，無需輔助支撐結構，從而簡化了制造過程。此外，3D-AJP技術還展示了它在制造雙材料3D結構和混合陶瓷方面的多功能性，包括氧化鋅/氧化鋯、氧化鋅/二氧化鈦、二氧化鈦/氧化鋯等。
研究團隊展示了3D-AJP技術在兩個關鍵領域的應用潛力。在環保方面，3D打印的陶瓷光催化劑在水凈化過程中的光催化效率比傳統塊狀陶瓷提高了400%。在醫療領域，研究團隊開發了一種用于乳腺癌檢測的高靈敏度Her2生物標志物傳感器，該傳感器實現了22秒的快速響應時間，并創下了0.0193飛摩爾(fM)的超低檢測限紀錄。
這些成果預示著3D-AJP技術將引領陶瓷材料在高性能傳感、過濾、微電子封裝、催化和組織再生等領域的應用，為相關行業帶來革命性的進步。隨著這一技術的不斷成熟和應用拓展，我們有理由期待3D打印在未來的高科技發展中扮演更加重要的角色。
(責任編輯：admin)
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3D打印超高強納米
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