成果
Achievement
在航天领域，火箭发动机的可靠性和安全性至关重要。传统监测手段依赖人工检查，难以实时捕捉高温环境下的结构形变。近期，一项名为气溶胶喷射打印（AJP：Aerosol Jet Printing）的技术登上《国际先进制造技术期刊》，科学家通过该技术直接在火箭发动机表面打印出可耐受1290°C高温的铂纳米墨水微传感器，实现了对结构应变和蠕变的实时监测。本文将分条解析其原理、应用与前景。
随着科技的发展，电子设备对轻便、高效、可定制的能源存储方案的需求日益增长。从智能手表到无人机，从可穿戴设备到智能传感器，能源存储的“微型化”已成为科技研发的重要方向。而在众多新材料中，MXene凭借其优异的导电性、电容量及可调节性，成为“新贵”。然而，如何将MXene材料高效、稳定、精准地应用于微米级制造过程，仍面临巨大挑战。 最近发表在《Small Methods》的研究工作，突破性地提出了稳定的Ti₃C₂Tₓ MXene墨水配方，结合气溶胶喷射打印技术（AJP：Aerosol Jet Printing），实现了高分辨率、高性能的微型超级电容器制造，为微电子、能量存储等领域打开了新的可能性。
电子设备更新换代的速度令人咋舌，随之而来的电子垃圾（e-waste）问题日益严峻。传统的环境监测传感器，尤其是温湿度传感器，通常使用不可降解的塑料基板（如PET、PE）和有毒金属材料，不仅回收困难，还会在降解过程中产生有害的微塑料颗粒，污染环境。 有没有可能造出既高性能又环保，甚至近乎“隐形”的传感器？最新发表在《Small Methods》上的研究给出了激动人心的答案：利用气溶胶喷射打印（AJP：Aerosol Jet Printing）技术，科学家们在可生物降解的纤维素基板上，成功制造出了高透明度、超小尺寸、超低材料消耗的温湿度一体传感器！这可能是下一代绿色电子的曙光。
当你随手丢弃一个电子传感器，可能不会想到，它或许会在土壤中留存数百年，成为污染环境的 “电子垃圾”。如今，全球物联网设备呈爆炸式增长，仅 2025 年就有超 300 亿台设备投入使用，随之而来的是每年数千万吨的电子废弃物和日益枯竭的关键矿产资源。但一项发表在《npj Advanced Manufacturing》上的突破性研究，为环保电子技术打开了新大门 —— 美国西北大学等机构的科研团队利用气溶胶喷射打印技术成功研发出全生物降解打印电子传感器，从基材到墨水完全源自生物质，既能实现超高性能，又能在生命周期结束后自然降解，真正实现 “源于自然，归于自然”。
你是否想过，未来手机可以像纸一样折叠，智能手表能直接打印在衣服上？这一切离不开石墨烯— 被誉为“材料之王”的二维碳材料。然而，传统石墨烯打印墨水通常依赖表面活性剂或聚合物作为分散剂，这些添加剂在成像后需要高温处理以消除，从而限制了对热敏性底板的应用，影响了多样化的柔性电子制造。 最新突破：中国和以色列科学家开发出一种新型石墨烯墨水！使用聚丙烯碳酸酯（PPC）作为分散剂，搭配低表面张力溶剂，仅需220℃温和退火，即可在纸张上打印高性能微型超级电容器。在气溶胶喷射打印（AJP：Aerosol Jet Printing）技术的加持，让复杂电路轻松“跃然纸上”。
随着微型电子设备、可穿戴技术的快速发展，片上储能器件需兼顾高能量密度与小体积，微型超级电容器（MSCs）成为核心候选，但传统平面电极结构存在活性物质负载低、离子传输路径长等问题。2D Ti₃C₂Tₓ MXene 材料凭借高比表面积与优异电化学性能，是制备高性能 MSCs 的理想选择，但其 3D 组装面临三大核心挑战：一是 MXene 纳米片间仅靠弱范德华力与氢键，缺乏强相互作用力，难以维持稳定 3D 架构；二是现有技术依赖粘结剂等添加剂，会占用活性位点、降低器件性能；三是传统 3D 打印技术分辨率低（通常>40μm）、长径比小（一般<0.3），无法实现高保真复杂 3D 微结构制备。 针对上述瓶颈，美国卡内基梅隆大学团队提出气溶胶喷射 3D 打印（AJP）无添加剂制备技术，成功实现 MXene 纳米片的 3D 自支撑组装，相关成果发表于《Small》期刊。
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