高科技的浪潮掀起了世界制造业的巨大变化。经过改进的软件、材料、设备可以以很便宜的价格“打印”出多样化的定制设计的产品，包括飞机引擎和移动数字化产品。

华盛顿特区的海军研究实验室（Naval Research Laboratory）的研究人员也不甘示弱，开发出了新兴产品技术，俗称三维印刷，也叫加法制造。研究表明，将两种技术——薄膜制备和削减薄膜设计——相结合，可以成为潜在的制备定制电子元件的技术。

海军研究实验室国家研究委员会的研究员Eric Breckenfeld说：“我认为加法制造使制造业更加民主化。”10月18 - 23日在加利福尼亚州圣何塞，Eric Breckenfeld将代表研究团队在第62届国际研讨会上展示，可以降低设备成本的加法制造技术是非常适合于资金有限、成长快速和小型的初创企业和实验室。

添加剂制造技术是通过激光诱导正向传递（LIFT）增加拉力。LIFT利用一束激光通过粘结剂或者油墨薄膜。油墨吸收激光能量，使得薄薄的溶剂层蒸发。蒸发溶剂的气体迅速膨胀，油墨或粘结剂以非常高的速度剥离薄膜。LIFT的一个优点是，它可以传输高粘度的油墨和粘结剂。

Breckenfeld说：“LIFT技术可以转移粘结剂，而粘结剂可以是固体，具有像牙膏一样的粘度。普通的喷墨打印机无法处理类似牙膏粘度的粘结剂。”

LIFT是在20世纪80年代开发的一种利用液态铜喷射制备的薄膜技术。海军研究实验室的科学家后来发展了液体和粉体悬浮液作为基体。此后，该研究团队继续推动这项新技术料，将油墨中添加过渡金属氧化物（二氧化钒）。在室温附近，二氧化钒经历大幅半导体-金属相变，成为一种极具吸引力的材料，具有广泛的应用前景，包括作为化学传感器、超快电子和光学开关、颜色随温度变化的涂料。

将二氧化钒薄膜技术与LIFT结合起来，Breckenfeld和他的同事转向另一种新技术的开发研究，这项技术称为聚合物辅助沉积技术(PAD)。这项技术是通过在含有聚合物的溶液中溶解金属盐，使得金属离子与聚合物结合，形成稳定的结构。具体做法是将混合液放置在一个旋转的磁盘上，蔓延形成薄膜。该薄膜经过干燥加热使得聚合物分解。

Breckenfeld说：“在此之前并没有相关的将两种技术相结合的研究。我们首次尝试结合这两种技术。”

Breckenfeld和他的同事研究了利用各种溶剂和改变加热步骤来优化二氧化钒薄膜在玻璃和晶体基质上的生长，以此尝试利用LIFT技术改进PAD打印模式。

“转移步骤被证明是最具挑战性的一步。”Breckenfeld说。LIFT技术的实现使得薄膜材料必须吸收激光波长，因此研究人员对二氧化钒进行了修饰来解决激光能量。

到目前为止，研究小组已经成功地开发出简单的印刷模式。结果表明，LIFT和PAD技术相结合可以直接打印范围广泛的商业电子材料。研究人员计划尝试新材料来扩展该研究。

资讯来源: AVS: Science & Technology of Materials, Interfaces, and Processing。

新材料在线编译整理——翻译：陈琼    校正：摩天轮