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图说：黄金闪烁的光芒总是抓人眼球，现在这种贵金属又有了新的用途——用于3D打印的缺陷检测。
范德比尔特大学的研究人员已经开发出一种技术，可以让黄金在3D打印零部件中展现其真正的 “光芒”，用以标记打印过程中出现的任何问题。
这是首次使用黄金进行缺陷检测的应用研究之一。该研究的主要作者Cole Brubaker认为，其中非常关键的一步是利用嵌入的金纳米颗粒的特殊光学性质探测肉眼看不到的缺陷。这样才能使打印零部件中的缺陷自动显形。
研究小组使用了超微黄金粒子，这些粒子实际上显示为深栗色，其直径几乎只是人类头发的十万分之一，但却可以解决3D材料制造中的一个主要问题。
该论文合著者、化学与生物分子工程教授Kane Jennings表示：从日耗品到产品，甚至到3D打印的汽车和房子展示品，3D打印材料在我们日常生活中越来越普遍。但3D打印材料的加工过程可能会发生一些问题，如产生小缺陷或缺失打印层。这些缺陷可能破坏和削弱3D打印材料产品的完成性，最终导致3D打印失败。
研究人员决定尝试将黄金嵌入打印材料中，观察其是否可以标记出这些缺陷。
Brubaker说，实验用的黄金与人们戒指上的黄金非常相似，但它又具有独特的光学特性，不会随着时间的推移而消退。
这个创新的过程包括将金纳米粒子与溶解的塑料聚合物混合，然后分散到介质中。当它变干变硬后，通过挤压或压制的方法制成金纳米颗粒填充的聚合物纤维或细管，便可用于标准的3D打印机。
当部分打印完成后，便把它放入到一个特殊的紫外-可见分光光度计中进行缺陷检测。
Brubaker说，“我们利用嵌入金纳米粒子的吸光特性探测材料缺陷。对样品表面进行扫描，吸光度降低的位置就是缺陷存在的位置。整个过程只是一次几秒钟的非破坏性测试，并且，这个过程不需要依赖大型传感器系统。”
这个跨学科团队包括来自土木和环境工程系、化学和生物分子工程系和化学系的研究人员，以及一位来自纳什维尔菲斯克大学的大学生。这项研究由美国海军研究办公室资助。目前正在对这项技术申请专利，并且研究结果已发表在《ACS AppliedNano Materials》杂志。
研究人员已经证明了3D打印部件可以自我报告缺陷，目前正在考虑用这些智能材料做更多的事情。他们相信这是一项应用前景广阔的技术，而目前仅仅开发了极少的部分。
编译：李瑞龙 审稿：Devin
责编：李琪
期刊编号：2018-7-11
链接：https://phys.org/news/2018-07-gold-particles-defects.html
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