图为一个3D印刷石墨烯气凝胶的方形样品，其质量相当小以至于将其放在麦芒上都不会压弯麦芒。这种材料由堪萨斯州立大学、布法罗大学和中国兰州大学的工程师共同研究开发出，创造了一项吉尼斯世界纪录，成为世界上最轻的三维印刷材料。图片来源：堪萨斯州立大学

世界上最轻的三维打印结构可以如此轻质，使得将其它放在棉花球或花瓣的顶部成为了可能。

打破该记录的材料就是通过三维打印技术所制造的石墨烯气凝胶，该材料由堪萨斯州立大学工业与制造系统工程助理教授林东（音译）、布法罗大学工业与系统工程助理教授周驰（音译）与中国兰州大学副教授张强强（音译）共同合作开发。

吉尼斯世界纪录将石墨烯气凝胶材料定义为世界上“最稀松的3D打印结构”。3D打印的石墨烯气凝胶质量密度为每立方厘米0.5毫克。研究人员于2016年2月开发了该材料，并获得了吉尼斯世界纪录的官方认可。他们的成就将载入到2018年吉尼斯世界纪录中。

林东说：“石墨烯是一种重要的革新性材料，它的气凝胶形式也同样非常重要。我们的3-D印刷石墨烯气凝胶具有重要的性能，可为材料提供更多的电子，电池或半导体应用。"

该结构的发现不仅是三维打印材料上的突破，研究人员所发现的三维打印石墨烯的方法也是革命性的突破。

石墨烯结构是一个由六角配位碳原子构成的单一原子结构，该结构恰恰使其成为世界上最薄的材料，并给予了其相当宝贵的物理性能和电子特性。

对于三维打印石墨烯气凝胶，研究人员使用了一种改进的喷墨式打印机，该打印机具有两个喷嘴。他们能够在零下20摄氏度的冷盘中打印出氧化石墨烯与水混合物的水滴。林东说，这种方法创造了一种石墨烯和冷冻水的三维冰结构，这样的结构有助于石墨烯保持其形状。

当打印完成时，研究人员将三维材料放入冷冻干燥器中，通过提供高真空和低温来消除冰。最后留下的是一块能够在室温下保持形状的三维石墨烯气凝胶。

周驰说：“我们没有计划创造一个记录，但这是对我们的工作的一个很好的肯定，而且我坚信这将有助于我们展示石墨烯气凝胶在日常生活中的巨大的应用潜力。"

林东说，三维石墨烯形状的制造是相当困难的，而他的团队是世界上三维石墨烯打印研究的第三小组。他们的新型印刷方法是一个相当大的完善，因为这种方式所使用的成分更少，其需要的材料只是氧化石墨烯和冷冻水。此外，改进型打印机上的两个喷嘴使研究人员能够用使用更简单的材料而制造出更复杂形状，因此，该材料才能够成为世界上最轻的材料。

林东还指出：“用这种3D打印方法，我们可以控制石墨烯气凝胶的形状，理想的是，我们也可以控制气凝胶的电子性能和机械性能。”

石墨烯气凝胶存在许多可能性，从柔性电池到更好的半导体，甚至可以用于建筑结构中的隔热材料中。

林东说：“气凝胶是一种特殊的材料，其具有很多方面的应用，这也是它成为世界上最热门材料之一的原因。”

原文来自：cemag，由材料科技在线团队翻译整理。