经过一系列测试后，研究小组发现，尽管诸如印刷压力和喷嘴直径等因素影响了复合材料的性能，但在特定速度下，其颗粒仍可垂直排列。利用这些参数作为指导，科学家们生产出了具有增强的强度和导电性的材料，从而使其成为军事应用（例如3D打印散热器或屏蔽板）的理想选择。
们发现各种各样的基体填料组合可以使印刷材料具有多种用途。” “通过微调它们的加工方式，我们可以建议一些准则，以大限度地提高复合材料的有效性和性能。”
研究人员认为，他们的方法可以产生新一代的复合材料。
复合材料在3D打印中的使用非常广泛，并且有太多的基质填充物组合可用，因此用户经常可以定制它们以满足其应用程序的特定需求。同样，由于石墨烯纳米片（GNP）的佳热和电性能以及理想的工作长宽比，它们可能非常适合该角色。
同时，环氧树脂以其柔韧性和易于加工而著称，这使其可以完美地与GNP结合形成热界面材料。但是，此类复合材料的性能将取决于各种因素，例如用于制造它们的油墨的流变学及其浓度，尚未完全了解的面积。
先前的研究表明，使用直接墨水书写（DIW）进行3D打印GNP加载的材料时，会在其填充物上产生剪切力，从而使它们的颗粒与打印方向对齐。这种情况的确切发生方式及其对电导率的影响仍然是一个谜，因此，该团队试图量化该过程的确切机理。
“我们的目标是3D打印轻质导电复合材料，并研究打印条件对颗粒取向和终复合材料性能的影响，” 研究人员解释说。“环氧树脂和石墨烯纳米片的组合在美国空军的几种应用中引起关注。”
研究人员使用其基于石墨烯的复合材料将其3D打印为锥形，以用作流体实验室中的遮罩。
为了制造佳的石墨烯结构，研究小组开发了一种新型墨水，其中包含的GNP浓度从7％到18％不等。然后将自定义材料加载到nScrypt 3Dn-300系统中，并使用不同的速度和压力进行沉积，以生成大可能的数据集。
一旦将复合材料印刷并固化成样品，就可以使用X射线和显微镜方法测量其电阻。有趣的是，结果表明，GNP含量高于13％的油墨显示出增加的剪切稀化性，从而产生具有增强的强度和导电性的样品。
同样，科学家发现，将打印速度从5 mm / s增加到40mm / s会引起更大的剪切力，并导致材料的颗粒在打印方向上会聚。实际上，效果是如此之深，以至于与注入GNP的注塑零件相比，该团队的样品导电性高达619 s / cm。
总体而言，研究人员认为，他们的参数集代表了一种控制粒子取向的经济有效的方法，可以产生新型的聚合物纳米复合材料。而且，鉴于美国空军研究实验室的科学家对该研究做出了贡献，这种材料还可以找到终用途的军事应用，例如耐腐蚀涂层甚至是屏蔽层。
石墨烯固有的电传输特性使其非常适合3D打印电子设备，许多研究人员已经研究了其在这一领域的潜力。
诺丁汉大学的科学家于2020年11月将石墨烯制成多层，在增材制造电子产品方面取得了突破。这种新工艺产生的材料可用作制造增强型添加剂半导体的基础。
另一方面，美国研究人员已选择利用Aerosol Jet Printing（AJP）技术来制造电子食品检测传感器。使用基于石墨烯的墨水，该团队能够将叉指状电极3D打印到聚合物基体上，形成可用于食品加工设施的设备。
在其他地方，南加州大学（USC）的一个团队利用石墨烯的力量3D打印了一套新颖的自感应装甲。尽管到目前为止，科学家们仅使用LEGO雕像进行了测试，但他们相信，将来它可以在军事应用中部署。
研究人员的发现在其题为“ 3D导电石墨结构的可印刷性和性能”的论文中进行了详细介绍。
