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石墨烯被譽為能徹底改變 3D 列印的「奇蹟材料」。科學家與開發者正努力研究，如何用石墨烯列印出電腦、太陽能板、電子設備，甚至汽車。雖然這些願景的實現仍需時日，但近幾個月來已出現多項重要突破。 石墨烯由單層碳原子構成，原子排列成六角晶格結構，被認為是目前世界上最薄、最強、最具柔性的材料，同時擁有優異的導熱與導電特性。 這些特性激發了科研人員與開發團隊的想像，他們嘗試以石墨烯作為材料，透過 3D 列印製造新一代的電子產品與能源設備。 雖然許多構想仍停留在遠景階段，但部分成果已邁出關鍵一步。2024 年 9 月， Graphene 3D Lab 提交了全球首件「石墨烯 3D 列印電池」專利；同年 10 月，這家由一對夫婦創立、投入研究五年的公司，正式公開展示第一顆石墨烯 3D 列印電池。 Graphene 3D Lab 的創辦人利用了石墨烯奈米薄片可與 FFF／FDM 常用熱塑性材料混合的特性，開發出含石墨烯的奈米複合線材。該線材可直接用於標準 3D 印表機，列印出具備功能的電池。換言之，未來只要擁有 3D 印表機的人，都有機會「自行列印電池」。 目前該技術仍屬原型階段，但其輸出功率已可媲美一般 AA 電池，可為手電筒或玩具等常見裝置供電。更重要的是，這種電池幾乎可列印成任何形狀，方便嵌入不同裝置中。公司計畫於 2015 年初推出石墨烯線材，並預計在 2016 年初上市首批多材料列印機。 同時，Graphene 3D Lab 與美國密蘇里州的 taulman3D 公司簽署合作協議，聯手開發「石墨烯強化尼龍」材料，用於 3D 列印。專家預期，這項技術在感測器、小型裝置與嵌入式電子元件等應用上具有龐大潛力，並將推動「物聯網」（IoT）的發展。 除了 3D 列印電池外，另一項科學突破更引起業界熱烈關注。韓國電氣技術研究院（KERI） Seung Kwon Seol 教授 領導的研究團隊，成功開發出可直接 3D 列印「純石墨烯奈米結構」的製程。這是首次不需混合其他材料就能列印石墨烯。相關成果發表於《Advanced Materials》期刊，論文題為〈3D Printing of Reduced Graphene Oxide Nanowires〉。研究證實該技術可行，但仍面臨兩項挑戰：提高產率，以及將擠出物尺寸縮小至 10 奈米以下。 目前，石墨烯仍屬稀有材料，研究單位僅能少量生產。英國新創公司 Cambridge Nanosystems 已獲資金建立新廠，預計自 2015 年起每年可生產高達五公噸的石墨烯粉末。該公司擁有專利技術，能將沼氣轉化為石墨烯，氣源可來自天然氣管線或廢氣。 隨著產能提升，Cambridge Nanosystems 計畫參與更多應用開發，3D 列印將是重點方向之一。據《The Telegraph》報導，該公司已與多家航空與汽車製造商洽談合作，探索如何將石墨烯應用於複合材料中，以打造超輕、堅固、不生鏽的機械結構。Cambridge Nanosystems 將負責研發與原型製作，實際量產則交由合作夥伴完成。   內容來源: https://www.drupa.com/