【摘要】：研究小组将性质介于固体与液体之间且具有自恢复特性的水凝胶引入作为透明支撑介质［22］，证实了液态金属悬浮3D打印成型方法的高效性，由此克服了液态金属墨水表面张力高、黏度低易于流动、重力大等带来的技术挑战。图5.24透明水凝胶内的液态金属悬浮3D打印原理与成型过程［22］图5.25基于液态金属悬浮3D打印原理制成的圆明园十二生肖兽首与立体电路［22］
笔者实验室Yu等提出了“液态金属悬浮3D打印”的概念和方法［22］，可在常温下快速制造具有任意复杂形状和结构的三维柔性金属可变形体，并用于组装立体可拉伸电子器件。
研究小组将性质介于固体与液体之间且具有自恢复特性的水凝胶引入作为透明支撑介质［22］，证实了液态金属悬浮3D打印成型方法的高效性（图5.24），由此克服了液态金属墨水表面张力高、黏度低易于流动、重力大等带来的技术挑战。在整个制造过程中，水凝胶可在液化与快速凝固状态之间自由转换，对金属液滴的黏滞力极高，随着打印喷头与凝胶之间的相对运动，由喷头挤出的金属液滴会随即发生颈缩行为并与喷头分离，继而被支撑凝胶包裹、黏滞和固定。由此，通过金属微球沿规划路径的逐层堆积［22］，可最终形成预期的三维结构（图5.25）；打印精度可由针头尺寸、打印速度、凝胶环境等予以调控。凝胶和液态金属均为柔性物质，由此构成的立体电子器件可实现拉伸及变形。此项研究突破了传统刚体结构成型模式与3D打印范畴，在不定形柔性电子器件、智能系统快速制造乃至可变形4D打印等方面具有重要价值。
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图5.24 透明水凝胶内的液态金属悬浮3D打印原理与成型过程［22］
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