3D列印膠質晶體 - 3D列印

3D列印膠質晶體

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在Advanced Materials期刊上報導，麻省理工學院的研究人員利用聚苯乙烯顆粒的水溶液
，以3D列印方式成長了微小的三維膠體晶體，晶體可隨著不同的膠體顆粒大小(幾奈米到
一微米) 產生不同的光學、化學和機械性質的結構，在感測、儲能和光子學的領域上具有
潛在的應用價值。

研究人員發現一種具高度有序排列的膠體聚合物奈米粒子，列印出的結構類似於晶體中的
原子排列，透過蒸發其液體溶劑，驅動膠體顆粒均勻地組成有序晶體。研究人員利用3D列
印設備創建了微小的三維膠體顆粒塔，該設備是由玻璃注射器和針所組成，並安裝在兩塊
加熱鋁板上方，膠體溶液透過針孔注入附接在底下的基板上，加熱成形。

作為膠體列印技術的首次展示，該團隊利用聚苯乙烯顆粒水溶液，創造了幾公分高的塔和
螺旋狀物體，每一個結構物中的都包含了30億個粒子，在測試了不同尺寸的聚苯乙烯顆粒
溶液，可以根據顆粒大小列印出不同顏色的塔。該團隊也試驗了不同的膠體顆粒，如二氧
化矽和金奈米顆粒，具有獨特的光學和電子特性。列印出200奈米粒徑的二氧化矽和80奈
米的金粒子所製成的毫米小塔，奈米粒子以不同的方式反射出光的顏色。

此膠體顆粒可以從導電金屬顆粒到半導體量子點，不同種類的顆粒，可以呈現出不同的物
理特性，若將其組合成不同的晶體結構，並形成不同的幾何形狀應用於新穎的元件上(感
測器、儲能裝置或光子學元件)，將有效地改善元件的效能。


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