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3D 打印在航空航天和国防等许多领域都在逐渐占据一席之地。目前，增材制造已被用于生产波音公司的战斗直升机部件和太空中的卫星天线。此外，有关 3D 打印的研究项目不断涌现。在其中一个案例中，英属哥伦比亚大学奥肯那根分校（UBCO）的研究人员与宾夕法尼亚州费城的德雷塞尔大学合作，开发了一种新的化合物——MXene——这种材料在太空和卫星行业的 3D 打印天线方面具有巨大潜力。
正如所提到的，这个研究项目是德雷塞尔大学 A.J. 德雷塞尔纳米材料研究所的科学家与 UBCO 的合作。该研究得到了国防部、自然科学和工程研究委员会以及美国国家科学基金会的支持。其中，UBCO 微电子与吉赫兹应用实验室（OMEGA）的研究员、工程学院副教授 Mohammad Zarifi 及其团队致力于开发先进的通信组件。这些组件的特别之处在于，它们比传统的金属组件轻 10 到 20 倍，更便宜，设计更简单，而且无需牺牲性能。
科学家们开发的 3D 打印物体是通过 MXene 化合物与聚合物的融合而成，有潜力推进电信天线和其他连接元件的制造。因此，它们可以显著改善通信技术——包括天线、波导（用于在通信设备中传导声波和光波）和滤波器。传统上，这些都是用银、黄铜和铜等金属制成的，但 MXene 表现出了显著的潜力。
MXene 和 3D 打印的结合可以创造更好的卫星
研究人员开发的 MXene 代表了一种二维材料家族，其中也包括具有电导率特性的钛碳化物，据费城德雷塞尔大学 A.J. 德雷塞尔纳米材料研究所所长 Yury Gogotsi 博士介绍。可以将 MXene 想象成纳米级薄的导电薄片，可以像粘土一样分散在水中，继续由 Gogotsi 博士介绍。这种材料可以从纯水分散液中涂覆到几乎任何表面上。在空气中干燥后，它可以使聚合物表面导电。这就像在室温下进行金属化，无需熔化或汽化金属，无需真空或温度。
而这些设备的潜力是巨大的。研究人员认为，轻质、增材制造的设备的能力可能会影响未来太空和卫星行业中电子通信设备的设计和制造。事实上，轻质的 MXene 涂层聚合物结构甚至有可能取代传统的制造方法，如金属加工，以产生通道结构。
Zarifi 博士总结道：“尽管还需要进行更多的研究，但我们对这种创新材料的潜力感到兴奋。我们的目标是探索和开发太空中 3D 打印天线和通信设备的可能性。通过减少航天运输器的有效载荷，它为工程师提供了更多选择。”
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