日前，美國宇航局（NASA）的科學家們(men) 開發出了一種新型納米材料打印工藝，使人們(men) 可以用它更容易、更便宜地製造諸如可穿戴化學、生物傳(chuan) 感器、數據存儲(chu) 器和集成電路之類的裝置，而且可以將其打印在彎曲的表麵上，比如紙或者布等。其中的秘密在哪裏?等離子體(ti) 。

該噴嘴通過氦等離子體(ti) 的開關(guan) 來噴射納米管。當等離子體(ti) 關(guan) 閉時，納米管的密度小。該等離子體(ti) 能夠以很高的密度和良好的附著力將納米管聚集在基板上。

事實上，在基板上逐層打印納米管之類的納米顆粒並不需要任何花哨的硬件——最常用的就是使用噴墨打印機，這種噴墨打印機可能與(yu) 您在家裏或者辦公室裏使用的那種機器很相似。不過，盡管這些打印機比較經濟和耐用，它們(men) 也有自己的限製，就是隻能將液體(ti) 油墨打印在硬質材料上，要知道不是所有的材料都可以很方便地製成液體(ti) 的。但最嚴(yan) 重的限製還是它們(men) 隻能打印2D對象。

氣溶膠打印技術可以部分解決(jue) 這些問題。該技術可以將納米材料沉積到柔性基板上。但是由於(yu) 打印之後需要將其加熱到幾百度來幹燥油墨，因此仍然無法使用依然的紙或布等材料。

如今，來自NASA Ames研究中心和美國SLAC國家加速器實驗室研究人員開發出了一種新的3D打印方法解決(jue) 了這個(ge) 問題。該基於(yu) 等離子打印係統並不需要熱處理階段，事實上，整個(ge) 過程隻需要40攝氏度左右的溫度，而且也不要求打印材料一定是液態的。

“你可以用它將東(dong) 西沉積在紙、塑料、棉花和任何織物上。”NASA Ames研究中心的Mayya Meyyappan說。“它很適合柔性基板。”

為(wei) 了展示他們(men) 的技術，研究團隊在一張紙上覆蓋了一層碳納米管。為(wei) 了做到這一點，他們(men) 通過一個(ge) 噴嘴直接將碳納米管和氦離子等離子體(ti) 的混合物噴到紙上。由於(yu) 等離子體(ti) 能將粒子集中在紙的表麵，形成一個(ge) 穩固的層而且不需要進一步處理。

除此之外，他們(men) 還使用同樣的技術3D打印了兩(liang) 個(ge) 簡單的化學和生物傳(chuan) 感器。通過將某種分子添加到納米管與(yu) 等離子體(ti) 的混合物中，他們(men) 可以改變納米管的電阻並響應某些化合物。他們(men) 3D打印的化學傳(chuan) 感器是用來檢測氨氣的；而生物傳(chuan) 感器則是專(zhuan) 門相應多巴胺的，這是一種與(yu) 帕金森或者癲癇症之類的疾病有關(guan) 的神經傳(chuan) 遞素。

據了解，這種3D打印方法非常靈活，很容易就能擴展——隻需添加更多的噴嘴即可。例如，一個(ge) 花灑式的係統就可以一次打印很大的表麵。或者它可以設計得像一個(ge) 軟管，在三維曲麵上噴塗納米材料。

“這種技術可以完成噴墨打印做不到的事情。”Meyyappan說。“而且任何噴墨打印能做的事情它都能做，因此它相當具有競爭(zheng) 力。”

Meyyappan表示這種方法很容易就能商業(ye) 應用，隻需進行一下比較簡單和廉價(jia) 的開發即可。目前該團隊正在調整他們(men) 的技術使其能夠支持其它的打印材料，比如銅等。這種技術還能夠將電池材料打印到很薄的金屬（比如鋁）板上，然後將該金屬板卷起來，製造出非常小，但是功能卻非常強大的電池，以用在手機或者其他設備上。

該研究成果已經發表在《Applied Physics Letters》雜誌上，標題為(wei) 《柔性基板的等離子噴射打印（Plasma jet printing for flexible substrate）》。