在《高分辨率，三維結(jié)構(gòu)的液態(tài)金屬的可重構(gòu)打印》一文中，作者們探索了金屬三維打印領(lǐng)域之外的新技術(shù)。通過(guò)液態(tài)金屬3D打印，作者們可以創(chuàng)建“可伸縮”的3D集成，形成“多樣化的3D結(jié)構(gòu)”。作為本研究的一個(gè)例子，他們創(chuàng)建了一個(gè)可重構(gòu)天線(xiàn)。

圖1：高分辨率打印液態(tài)金屬。（A）打印系統(tǒng)的示意圖。（B）2D和3D高分辨率EGaIn圖案的掃描電鏡圖像。比例尺，100毫米。插圖：放大的3D結(jié)構(gòu)掃描電鏡圖像。比例尺，100毫米。（C）打印EGaIn線(xiàn)的AFM圖像和橫截面輪廓。比例尺，2毫米。（D）1.9毫米寬的EGaIn圖案的掃描電鏡圖像。比例尺，10毫米。（E）在PET膜和環(huán)氧樹(shù)脂（SU-8）上EGaIn的3D圖案的描電鏡圖像。比例尺，10毫米。（F）（B）中打印的高分辨率EGaIn圖案的照片。比例尺，1厘米。（G）EGaIn的互連圖案的照片。插圖：頂視圖照片。比例尺，5毫米。（H）根據(jù)打印速度打印的EGaIn線(xiàn)的光學(xué)顯微照片。比例尺，40毫米。（I）線(xiàn)寬與打印速度的關(guān)系圖。（J）線(xiàn)寬與噴嘴內(nèi)徑的關(guān)系圖。（I）和（J）中的誤差條表示SD。
設(shè)備中的畸形是這里關(guān)注的焦點(diǎn)，集中在“自由電子”中的應(yīng)用，如：
?可拉伸電子產(chǎn)品
?可穿戴電子產(chǎn)品
?軟執(zhí)行器
?機(jī)器人
       以前，在為這些設(shè)備尋找合適的材料方面存在著挑戰(zhàn)，這些設(shè)備需要可移動(dòng)部件，這些部件也適合于消費(fèi)者，或者作為功能對(duì)象易于操作。作者指出，脆性通常是一個(gè)問(wèn)題，雖然導(dǎo)電材料已開(kāi)發(fā)，如波紋金屬、金屬網(wǎng)絡(luò)和各種復(fù)合材料。雖然有希望，但這種方法并不總是可擴(kuò)展到3D打印，并且分辨率可能是個(gè)問(wèn)題。“雖然使用金屬納米顆粒（例如Ag或Cu）墨水的基于長(zhǎng)絲的直接墨水書(shū)寫(xiě)方法已顯示出高分辨率打印的一些可行性，但它們需要額外的熱退火或干燥過(guò)程以形成導(dǎo)電通路，這會(huì)導(dǎo)致軟化損壞，組織樣基質(zhì)。此外，這些打印和熱退火的金屬圖案相對(duì)剛性和堅(jiān)硬。因此，重復(fù)的器件變形會(huì)導(dǎo)致這些金屬電極開(kāi)裂或失效。”
     研究人員討論了液態(tài)金屬，如共晶鎵銦合金（EGaIn）和鎵銦錫合金（Galinstan），這兩種材料都具有低毒性和極低的揮發(fā)性。與固體金屬相比，它們也表現(xiàn)出優(yōu)異的導(dǎo)電性。雖然微流體或光刻可用于圖案化液態(tài)金屬，但它們的結(jié)構(gòu)僅限于2D領(lǐng)域。在環(huán)境條件下使用精細(xì)噴嘴打印液態(tài)金屬，作者能夠創(chuàng)建高分辨率結(jié)構(gòu)。使用窄金屬絲允許獨(dú)立結(jié)構(gòu)由液態(tài)金屬制成;實(shí)際上，它們甚至可以被噴嘴抬起并移動(dòng)。

圖2：將液態(tài)金屬重新配置為三維結(jié)構(gòu)。（A）每個(gè)重新配置步驟的示意圖。（B）重新配置期間兩個(gè)粘附力的示意圖。（C）從基板上剝離（左）和切斷（右）Egain的照片。比例尺，100毫米。（D）管線(xiàn)狀態(tài)與噴嘴提升速度的關(guān)系圖。（E）重新配置的光學(xué)顯微照片。打印的水平線(xiàn)（左）被提起并重新配置（右）。比例尺，200毫米。（F）重新配置的方形線(xiàn)圈的掃描電鏡圖像。方形線(xiàn)圈（左）內(nèi)的內(nèi)線(xiàn)端被提升并重新配置（右）。比例尺，200毫米。（G）Egain三維橋梁的掃描電鏡圖像。比例尺，500毫米。插圖：三維橋梁的放大掃描電鏡圖像。比例尺，200毫米。（H）EGaIn中施加的偏差和響應(yīng)電流密度的曲線(xiàn)圖。
     使用安裝在注射器上的噴嘴和放置在五軸平臺(tái)上的基板，將高分辨率天線(xiàn)3D打印作為研究樣品。該團(tuán)隊(duì)還創(chuàng)建了獨(dú)立的電極結(jié)構(gòu)，可以最大限度地減少互連，并且“旨在實(shí)現(xiàn)小型化設(shè)備的更高集成度。”“我們相信這種高分辨率3D重新配置方法提供了一種有前途的策略，作為一種可以與高度集成和可拉伸設(shè)備的傳統(tǒng)制造技術(shù)相結(jié)合的增材工藝，這表明在下一代電子設(shè)備中有很大的應(yīng)用前景。”研究人員表示。
     雖然許多工業(yè)用戶(hù)正在享受諸如能夠構(gòu)建堅(jiān)固而輕巧的復(fù)雜幾何形狀的優(yōu)勢(shì)，但正在探索金屬作為3D打印的最強(qiáng)介質(zhì)，無(wú)論是制造多孔金屬生物材料、自動(dòng)化金屬板生產(chǎn)，還是具有高碳化物含量的專(zhuān)利金屬。

圖3：直接打印和重新配置的液態(tài)金屬的電接觸。（A）直接打印（左）和重新配置（右）的示意圖。（B）總電阻對(duì)通道長(zhǎng)度的依賴(lài)性。誤差線(xiàn)代表SD。（C）Ag焊盤(pán)和直接打印EGaIn之間的電流 - 電壓特性。（D）Ag焊盤(pán)和重新配置的EGaIn之間的電流 - 電壓特性。（E和F）直接打印7小時(shí)后，Ag墊上的EGaIn的掃描電鏡圖像。（G和H）重新配置7小時(shí)后EGaIn的掃描電鏡圖像。比例尺，200毫米。