图片说明：铜微电极高度为0.86毫米，宽度为0.005毫米。铜极是由直径0.001毫米的滴状物组成的。利用这项技术，更多复杂的性质都可以打印。图片来源：Image courtesy of University of Twente
特文特大学（University of Twente）的研究人员已经找到一种方法，即通过叠加的细微金属液滴，对铜和金的结构进行3D打印。利用脉冲激光融化金属薄膜制成这些液滴。3D打印技术是一个迅速发展的领域，称得上“制造工业领域的新基石”。然而，目前3D打印技术还仅限于塑料。如果金属也能利用3D打印，将会开创许多新的可能性。金属也能导热、导电、而且性能很好。因此，3D打印金属有利于研发全新的设备和组件，如小冷却元素或连接在智能手机之间的堆叠芯片。
然而，金属在高温时会融化。这使得控制沉积的金属液滴面临高度挑战。处理液体金属需要强劲的热喷嘴，但是热喷嘴却很难得到。尤其对于小型结构(从100纳米到10微米)来说，目前还没有合适的解决办法。
现在埃森经济管理应用科学大学（FOM，Hochschule für Oekonomie & Management）和特文特大学的研究人员在高分辨率的金属打印上迈出了重要一步。他们用激光融化铜和黄金，使它们成为毫米级液滴并沉淀。在这种方法中,脉冲激光聚焦在一个金属薄膜上，融化并形成高速液滴。重复这个过程，就会形成3D结构。例如，研究者堆叠成千上万液滴，使其形成2毫米高0.5微米宽的微电极。他们也打印垂直电极腔以及铜线。实际上，几乎任何形状都可以通过确定液滴下降位置进行打印。
高能量
相比于早期工作，在这项研究中，研究人员采取了高能激光来加强金属液滴速度的影响。当这些高速的液滴影响到衬底时，就会变成磁盘的形状并维持不变。磁盘形状对坚固的3D打印至关重要:它使得研究人员可以固定堆砌的水滴。物理学家在先前的研究中使用的是较低的激光能量，结果打印的水滴较小而且是球状的，这意味着堆砌的固态滴不稳定。
研究人员强调了速度对理想液滴形状的重要性。他们已经预料到不速度对不同能量和材料的影响。这意味着，研究结果也适用于其他金属。
还有一个问题是高激光能量会导致液滴降落在紧挨着预定位置的衬底。然而这一问题目前还无法避免。未来，研究小组会研究其影响，从而确保金属、凝胶、面食或极厚液体的清洁打印。（科学之家，译审：Y Chen）
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