在航空航天業(yè)應(yīng)用最多是引擎部件3D打印，不過近日，NASA哥達(dá)德空間飛行中心的研究人員們表示，石墨烯氣凝膠噴射技術(shù)可能將運(yùn)用于創(chuàng)建3D打印探測器組件。
此外，該技術(shù)也可用于制造太空飛船上的天線及其他硬件。將所有的電子元件裝置在電路板上，如果能用3D打印直接完成的話，會比傳統(tǒng)工藝便利很多。 目前哥達(dá)德空間飛行中心正在研究石墨烯氣凝膠噴射技術(shù)是否具備制造探測器裝配的潛力。
這些3D打印出來的裝配用傳統(tǒng)制造工藝往往無法完成，并且制造時(shí)間更短，最少只需1-2天便能完成，更重要的是，它們可以被制造成任意形狀。由于太空飛船上的儀器非常精密，很多都是以微米為寬度單位，如果可以用到氣凝膠噴射技術(shù)，將會重新定義精密電路板裝配的制造方式，并且進(jìn)一步提高它們的性能及穩(wěn)定性。
制造石墨烯氣凝膠的常規(guī)方法是用噴墨打印機(jī)在室溫或以上的溫度下擠出石墨烯與聚合物或二氧化硅的混合物，然后再將后者用化學(xué)或加熱法去除。不過這種層疊式制造法有著明顯的缺點(diǎn)，比如有可能破壞石墨烯的結(jié)構(gòu)，很難制造出懸浮式復(fù)雜結(jié)構(gòu)，以及成品氣凝膠物理性能較差等，而K-State的這種新技術(shù)則通過將“凝固鑄造”與3D打印相結(jié)合解決了這個問題。
據(jù)南極熊了解，這種方法實(shí)際上將石墨烯氧化懸浮物與水混合，然后在-25℃的環(huán)境下將其3D打印到一個表面上。它的好處就是水會結(jié)冰，將完成的打印層固定住，同時(shí)起到支持作用，令下一層得以繼續(xù)順利打印。
這種方法還有一個優(yōu)點(diǎn)，就是能提高氣凝膠結(jié)構(gòu)的完整性，因?yàn)楫?dāng)石墨烯氧化物沉積到到冷凍結(jié)構(gòu)上時(shí)，沒有凍住的部分會解凍已經(jīng)凍住的表面，令層與層之間自由混合并重新結(jié)冰 — 這會形成氫鍵，而它可以對氣凝膠結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響。
此外，使用這種方法還能創(chuàng)造出具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的石墨烯氣凝膠。這同樣是因?yàn)樗畷Y(jié)冰，形成支撐，從而實(shí)現(xiàn)石墨烯氧化懸浮物的層積。
最后，只要將水分去除，就得到了最初的目標(biāo) — 石墨烯氣凝膠。目前，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)已經(jīng)用這種方法制造出了密度（0.5-10）毫克/立方厘米的氣凝膠。它不但質(zhì)量高，而且表現(xiàn)出了良好的導(dǎo)電性和高壓縮性。未來，研究人員還會進(jìn)一步開發(fā)這種方法，希望能實(shí)現(xiàn)用多噴嘴和多材料的打印。
