北京时间12月11日消息，中国触摸屏网讯，中关村科技园区丰台园10日正式启动“石墨烯材料通过3D打印在汽车领域高端应用专项”，这是中关村自9月启动石墨烯新材料产业化布局以来的首个落地项目。
本文来自：http://www.51touch.com/material/news/dynamic/2014/1211/33354.html
石墨烯是一种由碳原子构成的单层片状结构的材料，拥有电学、光学、化学等卓越性能，正在成为高速晶体管、高灵敏传感器、激光器、触摸屏以及生物医药器材等多种器件的核心材料。
该项目由丰台园与中伦国际、英国布鲁内尔大学、美国马勒动力总成和EOS英国公司等机构联合实施。在10日举行的发布会上，英国布鲁内尔大学高级石墨烯工程中心中关村丰台园研发中心正式授牌。
据英国布鲁内尔大学高级石墨烯工程中心负责人凯恩斯教授介绍，该项目将重点开发石墨烯应用于发动机活塞、凸轮轴和传动轴等零部件的实用产品，并对石墨烯在汽车底盘、车体结构等方面的应用进行产业化研究。“通过石墨烯材料的应用，未来的汽车发动机将更加小型化、轻量化，同时热传导效能将大幅提升，促进节能减排。”
随着石墨烯产业化的不断推进，国家针对该产业的政策有望再度加码。日前，有消息称，工信部等部门在加紧研究“十三五”新材料规划。石墨烯作为新兴材料，一时间成为市场“宠儿”。接下来将为你呈现石墨烯在3D打印领域的相关进展情况：
1、韩国科学家利用石墨烯实现3D打印纳米级对象
近日，韩国电工研究所（KERI）的一个团队完全使用石墨烯成功地3D打印出了一个纳米结构，这是历史上的第一次，具有划时代的意义，证明了将纯石墨烯材料用于3D打印的可能性。
该研究成果发表在2014年11月出版的《AdvancedMaterials》上，研究人员使用拉伸的油墨弯液面制作出3D结构的还原氧化石墨烯（RGO）纳米线。显然，与大多数使用线材或粉末做材料的3D打印方法不同，KERI的方法更加精细。“这种方法（指拉伸油墨弯液面法）使我们能够实现比喷嘴孔径更精细的打印结构，从而实现纳米结构的制造。”该研究团队负责人SeungKwonSeol教授称。
这对于在打印的电子器件中实现3D结构是一个很重要的进展，这其中石墨烯将发挥非常重要的作用。
所谓石墨烯，是由单层碳原子形成的特殊材料，它以其独特的性能，如超凡的导电性、柔韧性和透明性，使之成为从电子到能量存储到商业应用的理想材料。然而，科学家们面临的挑战是如何在微米和纳米尺度操纵石墨烯片，这需要非常高的精确度。很多科学家认为，3D打印工艺可能是解决方案。
在研究团队发表的论文中描述了Seol教授的研究小组如何利用弯液面作为一种更新颖的方法来实现纳米级3D打印。首先，科学家在室温下使用微量吸管在其前端形成弯液面，随后在上面生长出石墨烯氧化物（GO）线。该导线然后通过热或化学处理（用肼）削减。随着熔剂迅速蒸发，微量吸管拉动石墨烯氧化物（GO）沉积，从而实现GO线的生长。
GO纳米线的制造通过拉动一个含有GO悬浮浮液的微量吸管（GO板厚度为0.9±0.1纳米），以及在水蒸发过程中拉伸该弯液面来实现。
通过调整吸移管的拉伸率，研究人员能够准确地控制rGo纳米线，并能达到约为150纳米的最小值。研究人员指出，他们的做法可有效用于3D打印石墨烯纳米结构以及多材料3D纳米打印。据天工社了解，利用这种技术，它们可以产生各种独立式的rGO结构，包括直导线、桥梁、悬浮结和编织结构等。
迄今为止，市场上出现了石墨烯增强型的3D打印复合线材，但它其实有一些问题，在复合材料中加入石墨烯确实会提升塑料属性，但是塑料材料同时会恶化石墨的固有性质。此外，传统的FDM打印方法根本不可能实现在纳米尺度打印3D对象。
“据我们所知，之前没有完全用石墨烯做材料3D打印纳米结构的报道。”Seol教授说。“我们确信，这种做法将带来一种3D打印电子的新模式。”
显而易见，使用石墨烯材料的3D纳米打印技术的出现将为各种理论上存在的“科幻产品”问世打开大门，比如纳米机械、纳米机器人等。
2、石墨烯3D打印电池可随意定制形状
近日，一家名为Graphene 3D Lab的实验室发布了一段视频，展示了他们用石墨烯材料制成的3D打印电池。Graphene 3D Lab表示这种石墨烯3D打印电池能够制成任何你想要的形状，并且能够提供等同于一节AA电池的电量。
Graphene 3D Lab实验室联合创始人兼首席技术官Daniel Stolyarov表示他们希望能够在今年年底为消费者提供石墨烯增强3D打印材料，以供他们制造各种各样的产品。
目前Graphene 3D Lab已经向美国专利和商标局申请了石墨烯3D打印电池技术的临时专利。根据该公司在其网站上对这种电池技术的描述，这种石墨烯3D打印电池突破了传统电池在形状、尺寸和参数上的限制，几乎能够被安放在任何3D打印产品中。
石墨烯能够很容易地与FDM 3D打印技术所用的热塑性材料相融合，而Graphene 3D Lab目前也正在设计塑料和石墨烯的配比，从而制造出一种能够用于3D打印的纳米复合材料。
3、3D打印电池 石墨烯与热塑塑料的完美联合
日前，石墨烯（Graphene）3D实验室对外宣布其利用3D打印技术成功打印出3D打印电池，该电池作为结构性多功能电池，其有着巨大的应用潜能。其中，Graphene3D实验室是一家集研发、生产以及销售于一体的3D打印公司，其产品主要采用的是Graphene自主研发的纳米复合材料，同时其产品种类也非常丰富。Graphene3D实验室所采用的3D打印技术主要包括熔丝制造技术，通过利用该技术其成功研发打印出了一种石墨烯电池。
Graphene3D实验室通过将石墨烯纳米薄片与熔丝制造的热塑性塑料相融合，从而最终形成了具有良好导电性能的3D打印丝极。Graphene3D实验室表示，目前3D打印技术一般需要对电池的不同组成部件分别进行单独打印，例如电池所采用的阴极、阳极以及电解质等均需要单独打印。而一台可以进行多种材料同时打印的3D打印机可以大大简化电池的3D打印过程，在一次打印过程中就可以完成整个电池的打印工作。
以上多功能结构电池一经推出便吸引了大量研发团队的关注，其中就包括沃尔沃汽车公司、美国高级研究计划局-能源部等。同时，美国高级研究计划局-能源部还耗资875万美元分别奖励了4个相关的3D打印研究项目。此外，以上多功能结构电池研发项目的主要目的就是为车辆电池提供一种具有革命性意义的电能存储方案。该多功能结构电池研发项目被称之为“RANGE”项目。Graphene3D实验室目前已经就以上3D打印电池所涉及到的新材料创新和新方法向美国专利局和商标局提交了临时的专利申请。
4、澳石墨矿巨头研究石墨稀3D打印
澳洲3D石墨烯工业公司（3D Graphtech Industries）已与联邦科学与工业研究组织（CSIRO）签订初步协议，将联合研究石墨烯3D打印。
石墨烯3D打印已成为3D打印行业的发展新方向，海外资本市场对将石墨烯引入3D打印产业投入了相当的关注和追捧，北美股市唯一的石墨烯3D打印标的--Graphene 3D Lab8月12日在加拿大创业交易所上市后，短期内最高涨幅已超11倍。
3D石墨烯工业公司成立于今年7月，由澳洲石墨矿公司Kibaran Resources和3D打印公司3D Group合资创建，该公司主要业务方向就是研发石墨烯在3D打印市场中的应用。
市场研究公司Canalys今年3月份发布的报告预测，到2018年，3D打印市场的规模有望从目前的38亿美元上升至182亿美元。欧盟的石墨烯旗舰研究项目曾指出，由于石墨烯材料的诸多优点，石墨烯有望给3D打印行业带来一场革命。
5、以色列和美国合作开发3D打印用增强型石墨稀材料
以色列3D打印机制造商斯川塔斯公司与美国石墨稀技术公司合作，将为3D打印技术研究和开发石墨稀增强型3D打印材料。
在6月26日于美国华盛顿举行的会议上，以色列-美国跨国工业研究和发展（BIRD）基金会理事会批准890万美元，资助以色列和美国公司11个新项目。除了来自BIRD资助外，这些项目还将获得私有部门的资金，使所有项目总价值达到约2500万美元。
BIRD基金会执行主任埃坦·博士表示，“当你考虑这些项目的技术创新性、应用多样性和合作关系时，这些项目名单是令人印象深刻的。这些项目中，有些是推动3D打印进步，有些是用于识别水中感染物，这其中包括美国的一家新成立公司和一家以色列实体，以及一个用于管理和优化造纸设施资源的系统。”
石墨烯被称为材料界的“黑金”，而3D打印则被称为引领“第三次工业革命”，这二者的结合有望打开新领域大门。国内在石墨烯领域的布局也很迅速，已具备相应的产业基础。目前相关应用还没有走入商品化，石墨烯金矿还有待开发。
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