傳統的印刷電路板幾乎都是平面和二維的。但是，新加坡國立大學的研究小組利用一種名為CHARM3D 的智慧新技術，將電路列印提升到了三維空間。不僅是三維，這些印刷電路還能自我修復。

透過垂直而非平面的方式，元件可以堆疊起來，這意味著我們的電子產品佔地面積要小得多–如今我們都希望我們的設備更小巧、更時尚。但要實現三維電路，現有的直接墨水寫入（DIW）等方法是一項挑戰。這些技術使用特殊的複合墨水，需要輔助材料，而且黏度高、速度慢。

CHARM3D 利用一些巧妙的材料特性，採用了完全不同的方法。它使用一種由銦、鉍和錫製成的名為菲爾德金屬的金屬合金。這種合金的熔點非常低，約62°C，流動順暢，並且能快速自凝固。

這些特性的獨特組合有助於CHARM3D 列印出超光滑、均勻的三維金屬微結構，寬度從100 微米到300 微米不等，大約只有幾根頭髮那麼細。這些結構還包括立方體框架、垂直字母和可伸縮螺旋。

這種印刷結構還能自我修復損傷。如果電路被刮傷或變形，只需將其加熱到超過低熔點，它們就會重新凝固成原來的形狀。這使得電路更加耐用，甚至可以回收。

這裡的可能性是巨大的。正如研究人員所提到的，高解析度、快速列印（每秒可列印100 毫米）以及創建複雜3D 形狀的能力，使其可以用於各種很酷的東西。

研究人員注意到的最大應用可能是醫療保健。想像一下，穿著帶有3D 列印感測器的智慧衣服，這些感測器可以在不接觸皮膚的情況下監測你的生命徵象。它還能帶來更精確的醫學影像，例如利用微波提前檢測乳癌腫瘤。該團隊已經利用這項技術製造出了可穿戴的無電池溫度感測器、用於無線生命體徵監測的天線以及用於操縱電磁波的超材料。

領導這項研究的大學副教授本傑明-蒂（Benjamin Tee）說：”CHARM3D 提供了一種更快、更簡單的三維金屬列印方法，作為先進電子電路製造的解決方案，為複雜三維電子電路的工業化生產和廣泛採用帶來了巨大的希望。

當然，研究人員還有很多工作要做。他們希望將CHARM3D 應用於其他各種金屬和結構應用。研究小組也正在探索商業化途徑，以便將這項技術更廣泛地應用於工業領域。您可以在《自然》（Nature）雜誌上發表的論文中找到完整的研究內容。