釹和炭黑製備可自我修復的3D列印磁性墨水

近日，一群來自加利福尼亞大學聖地亞哥分校（UCSD）的工程師成功地開發出一種可3D列印磁性墨水，該墨水可被用來製造具有自我修復功能的電池、機電感測器、基於織物的可穿戴式電路等。現有的傳統自我修復材料數天後才能起作用，而這種新型磁性墨水可在瞬間自動完成自我修復。

這項研究發表在最近一期的《ScienceAdvances》雜誌上，文中展示了工程師們如何用釹和炭黑來開發這款創新性的可3D列印磁性墨水。

為了製造這種墨水，工程師們使用微顆粒的釹，其中每一顆釹的磁場比自身體積還要大。這些微顆粒也是按照由一個磁場確定的精確方向來擺放的，這個磁場最終會讓這些微顆粒再次聚集在一起，即使它們被撕裂開。根據這項研究，新的磁性墨水可在0.05秒內修復好一個3毫米寬的裂口。

為了測試這種能自我修復的磁性墨水，研究人員先3D列印了一系列電池、機電感測器和基於織物的電路，隨後他們用拉扯、切割等方式對其進行破壞。

事實證明：磁性墨水可以一次次地完成自我修復。例如，研究人員甚至對同一個設備的同一個地方進行了9次破壞，但他們發現這種墨水依然可以完成自我修復，同時仍然保持其大部分的導電功能。

在另一個例子中：研究人員在一件T恤上3D列印了一個能自我修復的電路，並將其連接到一個紐扣電池和LED燈上。當工程師們剪開T恤和3D列印電路時，LED燈滅了，但片刻之後，LED燈又重新亮了起來。

西北大學（NorthwesternUniversity）的博士後研究員及論文的第一作者之一AmayBandodka解釋說：「我們想用普通的廉價材料來開發一個具有自我修復能力的智能系統。」事實證明，在這方面他們已經取得了一定的成功，但眼前仍有許多工作要做。

UCSD的工程師們希望用不同的材料來開發更多的3D列印墨水，以滿足一系列更廣泛的應用。他們也希望建立一個計算機系統，藉助該系統，他們可在對新的自我修復材料和油墨進行真實測試前對其進行模擬。

來源：天工社

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