弗吉尼亚理工大学和劳伦斯利弗莫尔国家实验室的研究人员开发了一种用石墨烯进行3D打印的新方法。石墨烯以前曾用于基于挤出的工艺，以约100微米的分辨率印刷单片和基本结构，但这项最新研究表明，也可以使用基于立体光刻技术来印刷“几乎任何所需的结构”低至10微米，接近实际石墨烯片的大小。在石墨烯中3D打印功能部件的能力可以使许多行业和产品受益。

“现在设计师可以设计由相互连接的石墨烯片组成的三维拓扑结构，”工程学院机械工程系助理教授，先进制造与超材料实验室主任Xiaoyu“Rayne”Zheng说。“这种新的设计和制造自由度将导致石墨烯气凝胶无法实现的强度，导电性，传质，强度和重量密度的优化。”

这个项目于三年前开始，由Ryan Hensleigh领导，在劳伦斯利弗莫尔国家实验室实习期间，他与Zheng合作，当时他是实验室技术人员。Hensleigh以氧化石墨烯开始，使片材交联形成多孔水凝胶。用超声波破碎氧化石墨烯水凝胶并添加光敏丙烯酸酯聚合物，Hensleigh使用投影微立体光刻法创建所需的固体3D结构，其中石墨烯氧化物被捕获在丙烯酸酯聚合物中。然后，Hensleigh将3D结构放置在炉子中以烧掉聚合物并将物体融合在一起，留下纯净轻质的石墨烯气凝胶。

Zheng评论说，这种技术使得团队能够将石墨烯层设计成具有高分辨率的任何所需的自由形状。“我们已经能够证明你可以制作一个复杂的三维石墨烯结构，同时仍然保留了一些内在的主要特性，”郑说。“通常当你尝试3D打印石墨烯或按比例放大时，你会失去大部分以单页形式发现的利润丰厚的机械性能。”