現在，市面上的3D打印資料以塑料、金屬、陶瓷和生物資料為主。石墨烯（Graphene），作為一種由碳原子以sp2雜化方法構成的蜂窩狀二維資料，被認為是“神奇的資料”。它在3D打印范疇的使用又有那些呢？

石墨烯（a）vs. 石墨（b）

    說起石墨烯3D打印技能，不得不提的是2013年建立的Graphene 3D Lab公司，短短幾年該公司就已開發出導電石墨烯3D打印線材及相關產品，順利上市并收買其母公司Graphene Laboratories在外發行的所有股份。該公司的成功，顯示出了石墨烯3D打印范疇的市場遠景。

    Graphene 3D Lab公司開發的導電石墨烯3D打印線材及相關產品

    石墨烯自身的優勢便是質量輕、強度高、導電性好。而石墨烯3D打印現在主流采用的是擠出式3D打印（extrusion-based 3D printing）技能，其核心與要害正是打印過程中所用的漿料（或線材），這需求先將石墨烯及其衍生物（氧化石墨烯等）渙散于合適的高粘度高分子資料或其他溶劑中構成漿料再3D打印成所需三維結構，待打印結束后，通過后處理方法（如退火等）進步石墨烯的復原程度及純度。值得注意的是，上述3D打印過程獲取的往往是石墨烯基復合資料，而添加劑會較大程度的影響石墨烯的功能（如機械強度、導電性等），因此漿料（或線材）的配制計劃需求奇妙拿捏，這個配制及打印出來的結構在不同范疇通常也有著不同的要求，下面針對幾個不同的使用范疇舉例說明。

    機械強度方面

（a）用于抗拉測驗的3D打印的石墨烯結構樣品；（b）3D打印的石墨烯微晶格氣凝膠

    提到高強度，不得不提到前段時間比較熱門的麻省理工學院Markus Buehler團隊的研究成果。該團隊使用計算機仿真模型對石墨烯的三維結構進行仿真制造，并在假設沒有缺陷的情況下對其強度進行了分析，成果顯示該結構的極限拉伸強度（2.7GPa）比一般鋼鐵高10倍。此外，使用3D打印制備的石墨烯三維結構（如圖3a所示）還進一步體現了三維結構及石墨烯資料的優勢。雖然該打印的螺旋二十四面體（Gyroid）結構的體積是實際體積的21個數量級之大，但在必定程度上仍印證了石墨烯在該范疇的遠景。

    美國勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室Marcus A. Worsley團隊也使用3D打印技能獲得了石墨烯微晶格氣凝膠（如圖3b所示）。該打印的漿料是將氧化石墨烯超聲渙散于水中，再混入增強劑（如氣相二氧化硅等）獲得，3D打印結束后于氮氣中高溫（1050℃）退火處理進行熱復原，再使用化學溶劑刻蝕掉二氧化硅等物質，從而獲得純石墨烯微晶格氣凝膠。將該結構與一般塊體石墨烯的機械功能測驗比照，成果表明3D打印的石墨烯更具優勢，其楊氏模量值高出一個數量級。