石墨烯是一种由碳原子构成的单层片状结构的二维材料：它是有史以来最薄的材料，只有一个碳原子厚度；也是有史以来最强的材料，强度是一般结构钢的200倍。石墨烯的导电性优于铜，热传导性优于已知的所有材料。石墨烯几乎是完全透明的，但结构非常致密，即使是最小的氦原子都不能穿过它。而且它与人类细胞组织相容。
人们之前曾经尝试过3D打印石墨烯。但其中石墨烯的比例不到20％体积，实际上大部分都是高分子复合材料。这意味着这些材料根本不具备石墨烯的属性，而且在使用中脆而易碎。最近，美国西北大学的科学家开发出了高石墨烯含量的可3D打印油墨（石墨烯含量高达60%），从而为实现3D打印石墨烯结构带来突破性的成果, 虽然你可能会认为60-70％的石墨烯含量仍然没有达到100%，但是实际上它已经具备所有您所需要的属性，而剩余的材料只是为了保证其柔韧性和稳定性。这意味着石墨烯独特的电气和机械性能将很快被投入应用。更为重要的是，这种油墨除石墨烯之外的部分主要包括一种具有生物相容性的可降解聚酯（PLG）材料，科学家们称，这使得该油墨能够灵活和安全地用于医疗应用。
该3D打印石墨烯油墨的秘密是：石墨烯被嵌入到微观薄片中。这使得油墨具有高粘度，而挤出过程会重新排列所有薄片，从而形成具备石墨烯所有特征的一根长线。该石墨烯油墨的3D打印解析度可以达到100微米以下（打印速度40毫米/秒）。该油墨被挤出后，其中的一种溶剂会马上蒸发，导致结构几乎瞬间固化。其它溶剂的存在，以及与特定聚合物粘合剂的相互作用对于实现结构的柔性和其他性能作用非常大。更重要的是，可以通过改变石墨烯和聚合物的比例来调整该材料的弹性。根据标准配方该材料可以被拉长81％，而且如果减少石墨烯的比例的话还能够继续拉长（虽然这意味着要失去一些石墨烯属性）。这意味着，该油墨具有广泛的应用范围。
到目前为止，关于该3D打印石墨烯油墨的生物医学实验相当成功。在进行测试时，西北大学团队往石墨烯打印的支架上注入了干细胞，最终的结果相当出色。首先，细胞存活了下来，然后继续分裂、增殖并转化成类似神经元的细胞。这其中并没有附加任何生长因子或信号，这是人们诱导分化类神经元细胞常用的方式。意义在于只使用一种材料就能达到此种效果，而不需要其它更昂贵复杂的药物，那毫无疑问是一种进步。研究人员设想它们可以制成传感器、植入物和其他结构。
来源：3dprint.com
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