奥尔登堡科学家开发3D打印方法，制造超小型金属零件

近日，德国奥尔登堡大学的化学家Dmitry Momotenko领导的一个研究小组开发了一种新的3D打印技术，用于制造超小型金属零件。研发新技术的目标是大幅增加电池电极的表面积，以大幅缩短充电时间。

化学家Liaisan Khasanova用了不到1分钟的时间就把一根普通的硅玻璃管变成了一台特殊3D打印机的打印喷嘴。化学家将1毫米厚的毛细管插入一个蓝色装置中，合上盖子并按下按钮。几秒钟后，喷嘴就可以使用了。

Khasanova谈到：“设备内部的激光束加热管子并将其拉开。然后突然加大拉力，玻璃在中间断裂，形成非常锋利的尖端。”Khasanova和她的同事需要这些微小的喷嘴来打印出极其微小的三维金属结构。这意味着喷嘴的开口在某些情况下必须同样小，以至于只有一个分子可以通过。

Dmitry Momotenko专门从事金属3D打印。他希望每次都能制造出一个原子的物体

纳米级3D打印

化学研究所研究小组负责人Dmitry Momotenko博士评论道：“我们正试图将3D打印发挥到技术极限。我们想一个原子接一个原子地组装零件。”这位化学家补充道，纳米级3D打印带来了惊人的机遇。特别是对于金属零件，未来可以在微电子、纳米机器人、传感器和电池技术等领域有许多应用。这些领域的各种应用都需要导电材料，所以金属是完美的解决方案。

虽然塑料的3D打印已经发展到纳米尺度，但事实证明，使用3D技术制造微小的金属物体更加困难。在一些技术中，打印结构对于许多先进的应用来说仍然大了一千倍，而在其他技术中，不可能制造出具有必要纯度的零件。

Momotenko博士专门从事电镀研究。他说：“液体盐溶液变成固体金属——这一过程可以非常有效地控制。将这种方法转移到纳米尺度需要相当大的独创性。”该组织位于韦克洛伊校区的小型实验室证实了这一点。该实验室包含三台打印机，其中的关键组件比传统的3D打印系统更小。

研究团队成员Simon Sprengel做了一些最后的调整，以使两种金属溶液同时流经微小的打印喷嘴

电池潜力

在打印测试中，奥尔登堡的研究人员已经成功创建了柱子形状的零件，这也是3D打印生成的最简单几何形状。此外，研究人员还可以打印螺旋形、环形和各种悬空结构的零件。该技术目前可以用来打印铜、银和镍，以及镍锰、镍钴合金。

在实验中，他们已经深入到了纳米世界。Momotenko和一个国际研究小组在《纳米通讯》上报告说，他们已经生产出了直径仅为25纳米的铜柱，这也是首次将3D金属打印带入了100纳米的极限以下。

Momotenko博士对他的纳米打印技术的计划包括为电池奠定基础，使其充电速度比目前的模型快一千倍。他说：“如果能够实现这一点，你可以在几秒钟内为一辆电动汽车充电。”他所追求的基本理念已经有20年左右的历史。其原理是在充电过程中大幅缩短电池内部离子的路径。要做到这一点，目前平坦的电极必须有一个三维的表面结构。

在他的NANO-3D-LION项目中，目标是开发和采用先进的纳米级3D打印技术，制造出具有超小结构特征的活性电池材料。