中科院研究员造液态金属打印机

金属在人们印象中向来是坚硬而又冰冷的。但你可曾想象过它在室温下也能如水一般灵动？你又是否想象过金属也能如打印机中的墨水一样，被印刷成文字或图案？

“梦之墨”就是一家对室温液态金属电子增材制造技术进行研究及产业化的公司。其开发的电子电路打印机、功能性3D打印机和电子喷墨印刷机，可以在塑料、玻璃、陶瓷、墙壁、树叶、皮肤等基底上，实现液态金属的二维或三维打印，让电子制造打破时空限制。

目前，公司主要提供标准化打印设备、印刷电子解决方案以及开发智能电子产品。今年上半年，公司已经完成销售额近千万元，并实现了盈利。

其电子电路打印机已售出20余台，单台售价40~50万元，可替换墨盒售价为每个2000元。公司现已在24个省建立了45家代理商渠道，有30家客户确认约1500万元采购意向。

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意外发现液态金属新应用

早在15年前，中国科学院研究员、清华大学教授刘静就已经对室温液态金属开展研究。不同金属合金化后熔点降低，能够在室温下呈流体状。

由于这种物质具有流动性，且其导热性远优于液体或者硅脂，因此当时的研究是想将液态金属应用于高功率和高密度的电子器械散热上。

就如同牛顿被苹果砸中从而提出“万有引力”定律一样，刘静在日复一日的实验中，也被一个非常普通的现象给击中了。

在对液态金属进行实验的过程中，这些物质偶尔会散落在实验室各处。2010年的一天，当刘静准备去擦掉滴落在电脑显示屏上的液态金属时，发现它不像其他流体物质那样可轻易被抹掉。

拥有工程热物理、生物传热学等多交叉科学背景的刘静突然萌生了一个想法，可以将液态金属运用在印刷电子方向上。

传统电子电路的制造耗时、耗材、耗能，主要依靠化学腐蚀的方式，这种工艺会导致95%的铜被浪费掉，必须批量印刷才能降低成本。

而室温液态金属熔点低、粘度低，室温下具有水一样的流动性，同时其导电性强、稳定性好，不仅无毒且不易与其他物质反应，即便在2000摄氏度的条件下也不易挥发。

如果能够将其打印在各种基底材质上，可以做到“所见即所得”，让电子电路制造不受时间空间限制，从而影响整个印刷电子产业。

由此刘静提出液态金属印刷电子学，开始带领团队研发液态金属电子电路打印机。

研发电子电路打印设备

起初团队跑遍中关村，买来了各式各样的普通打印机，研究其是否适用于液态金属打印。但是由于液态金属的密度是水的6倍，表面张力是水的8倍，流动性与水相似，普通打印机难以让其稳定附着在基底材料上。

团队只能自己动手从头研发。他们将气压驱动、微接触印刷、丝网印刷、卷对卷印刷、热泡喷墨驱动、激光打印等打印原理全都研究了一遍，最终研发出融合了轻敲、旋转、压印等输运机理在内的复合式液态金属打印方法。

2013年，适用于小B端和个人用户的台式电子电路打印机研制成功。随后，在改进机器的过程中，团队陆续对液态金属功能性3D打印机、电子喷涂印刷机进行研发。液态金属可附着的基底材质也扩大到塑料、玻璃、陶瓷、墙壁、树叶、皮肤等。

专注电路印刷方向时，团队在实验研究过程中又发现，基于不同基底打印出来的液态金属具有其他特性，比如可以拉伸弯折、可以任意揉合等，这开拓了团队的想象。

“我们就不仅仅只是做电路快速制造了，而是提供液态金属印刷电子解决方案。”如智能纺织品、智能包装、电磁屏蔽、电子皮肤等。

为了将实验室技术更好的产业化，刘静与团队在2015年年底开始运营“梦之墨”。

实现技术产业化

经过团队一年的研发，各系列产品已经较为成熟。平面电子电路打印设备的精度已控制在100微米以内，3.4克液态金属可打印电路17米，A4纸大小的电路板只需10分钟即可完成打印；3D打印机则可将电路嵌入到结构件中进行打印；电子喷涂印刷机可在各种异形表面印刷电路。

在产品研发之外，对于“梦之墨”来说，要让技术产业化最重要的就是识别客户的需求。一方面技术要能帮助客户实现价值，另一方面，新技术也不能影响客户当前习惯场景的改变。

除了向高校院所、职业学校和“双创”基地提供电子电路打印机标准设备及创新课程外，团队主要依靠展会等来接触电子制造行业客户，为其提供印刷电子解决方案。

比如，在电磁屏蔽领域，液态金属涂料作为导电性粘结剂可直接涂覆于任意结构的基材表面，形成均匀致密的薄膜，在中高端领域具有屏蔽性能好、方便快捷、实用性强及性价比高等特点。

在智能包装领域，液态金属可印制于各类形态、材质的包装表面，具有极强金属光泽质感，具备电子功能。同时，可进一步集成射频识别、传感、声光热等功能，令包装的价值感与功能性得到大幅提升，适合批量印刷。

由于室温液态金属可基于不同基底材质打印的特性，它可作为薄膜元件电极与弹性导联材料，制成感知类皮肤柔性薄膜。比如，用于柔性机器、假肢制造、穿戴设备等，集成压力、温度、心电、肌电等信号检测。由此，智能电子产品成为公司瞄准的第三个方向。

目前，“梦之墨”团队已经基本组建完成，并在24个省建立了45家代理商渠道，有30家客户确认约1500万元采购意向。公司也在去年年底完成了天使轮融资，投资方为西科天使。

团队现寻求5000万元A轮融资，主要面向新材料和先进制造的产业投资机构。资金将用于全系产品研发与升级认证、全球市场推广活动和渠道建设、供应链体系建设等。

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