研究人員已經打印出含有奈米級石墨烯薄片的墨水，以構建宏觀的三維物體，他們表示這些物體可能有利於包括能量儲存和生物工程在內的眾多領域。
勞倫斯利弗莫爾國家實驗室的一個團隊使用氧化石墨烯墨水3D列印了多孔、高度可壓縮的氣凝膠（Nat. Commun. 2015, DOI：10.1038/ncomms7962）。西北大學的研究人員設計了含有柔性生物相容聚合物內石墨烯薄片的墨水組織支架（ACS Nano 2015, DOI：10.1021/acsnano.5b01179）。
這些並非石墨烯墨水的首批示例。然而，科學家們仍在尋找能夠充分利用這種原子薄材料卓越效能的配方。例如，一些現有的墨水為了獲得高導電性而犧牲了機械效能。
關於支援科學新聞
如果您喜歡這篇文章，請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道 訂閱。透過購買訂閱，您正在幫助確保關於當今塑造我們世界的發現和想法的具有影響力的故事的未來。
“我們真的試圖避免做出妥協，”馬庫斯·A·沃斯利（Marcus A. Worsley）說，他與同事程竹（Cheng Zhu）一起領導了利弗莫爾的研究人員。他們的目標是設計一種3D列印工藝，使導電薄片能夠可控地聚結並最終形成氣凝膠：一種像空氣一樣輕但機械強度高的海綿狀材料。
他們的墨水含有水、氧化石墨烯薄片、二氧化矽填料顆粒和凝膠劑，如碳酸銨。透過在異辛烷浴中列印墨水，該團隊阻止了墨水乾燥，並讓凝膠劑有時間將薄片固定成多孔框架。
沃斯利說，一旦印表機完成，該團隊就用空氣替換了異辛烷，蝕刻掉二氧化矽，留下了具有大表面積和良好導電性的超可壓縮氣凝膠。這些特性使氣凝膠對電池、電容器和氫燃料電池具有吸引力。
西北大學團隊在拉米爾·N·沙阿（Ramille N. Shah）的領導下，沒有在溶劑浴中列印，而是使用了幾種溶劑在他們的石墨烯墨水中，以及一種生物相容的彈性體。
墨水的一種溶劑二氯甲烷迅速蒸發，以固定列印的層。但其餘溶劑2-丁氧基乙醇和鄰苯二甲酸二丁酯以較慢的速度蒸發，並保持該層足夠溼潤，以粘附在頂部列印的下一層。
墨水乾燥後，剩餘兩種成分：石墨烯薄片和一種名為聚乳酸-共-乙醇酸的聚合物。這使得該團隊能夠列印柔性支架，這些支架可以切割成一定尺寸，並縫合到活體組織中，以支援細胞生長和組織再生，而不會引起任何嚴重的免疫反應，沙阿說。她補充說，支架的導電性似乎也有助於細胞訊號傳導和分化，但這種植入物的長期健康影響仍有待評估。
倫敦帝國學院的材料研究員埃絲特·加西亞-圖農·布蘭卡（Esther García-Tuñon Blanca）表示，開發3D可列印的石墨烯墨水是一項重要的事業，這顯然可以從它現在受到的關注中看出。她沒有參與這兩項研究。“研究小組越多，我們就能越快地發現石墨烯在日常生活中的實際潛力。”