混合制造新突破——3D打印基底结合喷墨打印成功制备电化学电极

编者：中喷网 墨宸

摘要：2026 年 4 月 15 日，美国多所高校联合团队的研究成果发表于 ACS Omega。该团队将 FDM 3D 打印 PLA 基底与喷墨打印金墨水结合，通过红外烧结工艺制备出电化学性能稳定的工作电极，解决了传统高温烧结损伤塑料基底的难题，为可定制传感器及生物电子器件制造提供了新方案。

2026年4月15日，国际化学领域权威期刊ACS Omega 在线发表了一项概念验证研究成果。由美国肯塔基大学、东肯塔基大学和路易斯维尔大学研究人员组成的联合团队，在3D打印的聚乳酸（PLA）基底上采用商业金墨水进行喷墨打印，成功制备出电化学活性稳定的工作电极，为可定制电子器件的制造开辟了新路径。

增材制造技术的组合应用，如喷墨打印与多种3D打印技术的结合，正逐步推动可定制电子器件的发展。其核心优势在于能够显著减少对独立制造组件进行复杂装配的需求，尤其适用于电化学传感平台的制造——在该领域，电极的尺寸和空间布局直接影响传感器的灵敏度。

然而，要实现这一混合制造方法的潜力，两种打印技术的工艺参数必须相互兼容。一个关键挑战在于：喷墨打印在塑料基底上沉积金属纳米颗粒后，需要进行后处理以将其转化为具有良好导电性的连续薄膜，而传统的高温烧结工艺会损坏3D打印的塑料基底。

研究团队采用熔融沉积成型（FDM）3D打印技术制备PLA基底，并在其上喷墨打印商业金墨水。通过优化打印参数并结合红外烧结工艺，团队成功获得了机械稳定、电化学活性优良的工作电极。扫描电子显微镜（SEM）表面表征证实了均匀涂层的形成，X射线光电子能谱（XPS）等分析手段也进一步揭示了电极表面的化学状态。

该概念验证研究展示了3D打印与喷墨打印相结合制造电化学电极的可行性，这一混合制造方法有效减少了复杂装配环节，为传感器、生物电子器件等可定制电子器件的创新发展提供了新的技术途径。

原论文链接：https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acsomega.5c12154

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