فوم اکلیلی تکی از جمله ورقه های پرطرفدار کاغذی است که در صنایع مختلف از جمله کاردستی کاربرد زیادی دارد.
یک روش چاپ سه بعدی پودر فلز خودکار برای سنتز درجا فوم گرافن سه بعدی (GFs) با موفقیت با قرار دادن مخلوطی از نیکل و ساکارز بر روی یک پلت فرم و سپس استفاده از لیزر CO2 تجاری برای تبدیل مدل سازی شد.
مخلوط نیکل ساکارز به GF های سه بعدی. ساکارز به عنوان منبع کربن جامد برای گرافن عمل کرد و فلز نیکل متخلخل به عنوان کاتالیزور و الگوی رشد گرافن عمل کرد.
این روش ساده و کارآمد برای تهیه فوم اکلیلی قالب‌های متالورژی پودر را با تکنیک‌های چاپ سه بعدی ترکیب می‌کند و امکان چاپ مستقیم سه بعدی GF در محل را بدون نیاز به کوره با دمای بالا یا فرآیند رشد طولانی می‌دهد.
GF های پرینت سه بعدی ویژگی های گرافن با تخلخل بالا (99.3 درصد)، چگالی کم (حدود 0.015 گرم سانتی متر-3)، با کیفیت بالا و چند لایه گرافن را نشان می دهند.
GF ها دارای رسانایی الکتریکی ~8.7 Scm-1، مدول ذخیره سازی قابل توجه ~11 کیلو پاسکال، و ظرفیت میرایی بالا ~0.06 هستند.
این ویژگی‌های فیزیکی عالی GFهای چاپ‌شده سه‌بعدی، کاربردهای بالقوه‌ای را در زمینه‌هایی که نیاز به طراحی و ساخت سریع مواد کربنی سه‌بعدی دارند، به‌عنوان مثال، دستگاه‌های ذخیره‌سازی انرژی، مواد میرایی و جذب صدا نشان می‌دهند.
فوم‌های نانوساختار با چگالی پایین به دلیل پایداری مکانیکی و حرارتی کم، اغلب در کاربردها محدود هستند.
در اینجا ما رویکردی از ساخت واحدهای ساختاری فوم‌های سه بعدی (3D) با استفاده از لایه‌های اتمی دو بعدی (2D) ترکیبی ساخته‌شده از لایه‌های اکسید گرافن انباشته‌شده با پلاکت‌های نیترید بور شش ضلعی منسجم (h-BN) را گزارش می‌کنیم.
ساختارهای متخلخل سه بعدی با چگالی بسیار کم (1/400 برابر چگالی گرافیت) با استفاده از روش پردازش محلول به صورت مقیاس‌پذیر سنتز می‌شوند.
یک ساختار فوم سه بعدی لایه ای به دلیل وجود h-BN شکل می گیرد و بهبودهای قابل توجهی در خواص مکانیکی برای ساختارهای فوم هیبریدی، در طیف وسیعی از دماها، در مقایسه با اکسید گرافن بکر یا فوم های اکسید گرافن کاهش یافته مشاهده می شود.
مشخص شد که حوزه‌های لایه‌های h-BN روی چارچوب اکسید گرافن به تقویت واحدهای ساختاری دوبعدی کمک می‌کنند و بهبود مشاهده‌شده در یکپارچگی مکانیکی ساختار فوم سه‌بعدی را ارائه می‌دهند.
