近日，劳伦斯利福摩尔国家实验室（LLNL）携手哈佛大学报告了纳米多孔金的分层3D打印，将3D打印与合金化和脱合金工艺相结合，把纳米多孔金设计成微架构的层次结构，认为这将可能彻底改变化学反应器的设计。 纳米多孔金属结合了好几种材料的优良特性，是电化学反应器、传感器和执行器等应用的理想选择。

“传统工艺不仅耗时耗材，对于一些复杂的结构也是爱莫能助，”LLNL相关研究人员表示。“而利用3D打印工艺，我们可以加工特定的大孔结构，设计分层结构，设置快速运输的通道，充分利用纳米多孔材料的表面积。这种方法也有助于节省材料，特别是贵金属。” 研究人员将挤出式直接墨水写入3D打印与合金化和脱合金工艺相结合，制成三种不同的纳米多孔金，规格从微米到纳米不等。据介绍，分层结构显著改善了每种液体和气体的质量传递和电荷反应。3D打印能够控制催化剂的表面积，产生电化学反应。这一发展可能对电化学厂产生重大的影响，目前，电化学厂的能源主要是热能。

“我们通过控制三维多孔材料各种规格的形态和表面积，来控制这些材料的传质特性，”LLNL研究员埃里克·多斯表示。“反应物和产品的转移是根据具体不同的反应，通过层级结构来处理的，就像交通系统一样，从七车道高速公路到小巷，各式各样的路都能走，只不过交通工具不是车辆，而是分子。” 当然了，要加工成品也需要经过几个步骤。金银微粒制成的3D打印挤出材料是由LLNL研发的。将3D打印部件放入炉中，使颗粒聚结成金银合金，然后经过化学浴脱合金去银，形成多孔金。

“最后一部分是三维分层金结构，包括宏观打印的孔隙和由于脱合金作用而形成的纳米级孔隙，”相关人员表示。“这种分层的3D架构允许我们以数字的方式控制大孔的形态，实现快速传输。” 研究人员表示，其他合金材料也可以使用这种方法进行打印，如镁、镍和铜，为电池、超级电容器等复杂3D打印金属部件的应用，创造了新的可能。