华人科学家发明世界上首个可3D打印的加热炉
图为微米级加热炉逐渐加热的示意图。美国马里兰大学胡良兵课题组最近发明晰世界上首个可3D打印的微米级加热炉,这是迄今已知最小的加热炉,其优异的功能为微纳米级的准确加热供给了或许,将有助于推进热学相关的微纳米科学研讨和工程使用。这项效果近来宣布在《美国化学学会·纳米》杂志上。这种加热炉温度能够到达2700摄氏度以上,升降温速率更是可达20000摄氏度每秒。比较之下,惯例的加热炉一般最高温度不到1500摄氏度,且升降温速率一般低于100摄氏度每分钟。别的,炉子的巨大腔体使其无法进行精密的微纳米级加热。激光加热是一种新式的加热技能,能够针对特定微米级区域进行加热,可是激光设备极端贵重,且激光加热只对吸收激光的资料有用,也只能对外表进行加热,导致资料加热时温度不均情况严重。胡良兵课题组使用3D打印机的三维准确、快速成型才能,规划并制备出微米级加热炉,其特征尺度在200微米以下,近似头发丝,并有望继续下降。打印墨水是高浓度氧化石墨烯的水溶液,比较于其他3D打印墨水,氧化石墨烯安全安稳,制备简略廉价,一起水溶剂不会形成环境污染,很适合于规模化出产。作业时,经过输入不同功率的电信号,使用焦耳热可完结对这种微米级加热炉温度的精密调控。氧化石墨烯加热后转化成相似石墨烯的结构,其碳-碳共价键保证了热力学安稳性,因此能轻松升温到2700摄氏度以上。微型化的炉子能够快速集聚热量,使得超快速加热成为或许,整个升温进程能够在100毫秒内完结。论文榜首作者、马里兰大学在读博士生姚永刚说,使用3D打印技能制备的微米级加热炉,其功能优异,成型快速,并且制备价格低廉,为微纳米科学和工程研讨供给了一种极具优势的加热手法,为促进新的微纳米级资料功能尤其是热学相关功能的研讨供给了或许。微纳米级科技是现代科学研讨的前沿及热门。但研讨微纳米级资料的物理功能和化学反应,尤其是温度相关的资料表征和制备,有必要首要开发合适于微纳米级加热的设备,要求其能关于特定微纳米级区域进行加热,一起其加热温度规模和加热速率也需求可精密调控。

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