送给石墨烯诺奖得主的3D打印礼物是怎样做出来的

1. 收到给诺奖得主准备礼物的委托
今年四月初，受朋友的委托，要为石墨烯诺贝尔奖得主康斯坦丁•诺沃肖洛夫教授设计制造一个3D打印礼物。这位诺奖得主将在4月来华，参加一年一届的石墨烯国际高峰论坛。朋友希望礼物上可以融入石墨烯元素，并能体现出3D打印所带来的与众不同。同时，时间比较紧，只有不到一周。

2. 36岁即获诺奖的大神
南极熊3D打印收到这个委托之后压力山大，千头万绪不知如何下手。好吧，既然是送给石墨烯诺贝尔奖得主的礼物，扒一下这个牛人的简历看来是必须的了。

康斯坦丁•诺沃肖洛夫（Kostantin Novoselov），英国曼彻斯特大学科学家。毕业于莫斯科物理技术学院，其后于荷兰内梅亨大学攻读博士学位。2001年，诺沃肖洛夫随其博士导师安德烈•海姆（Andre Geim）一起前往英国曼彻斯特大学开展研究工作。2004年，诺沃肖洛夫在顶尖杂志《科学》发表文章，从石墨中剥离出单层石墨烯，成为该研究领域的里程碑事件。2010年，因石墨烯方面的成就，诺沃肖洛夫和其导师一起被授予诺贝尔物理学奖。年仅36岁的他也成为自1973年以来最年轻的物理学奖得主。诺沃肖洛夫屡获殊荣，目前是英国曼彻斯特大学的名誉物理学教授和英国皇家学会院士(FRS)，并在2012年英国新年授勋上获封为爵士。2013年10月起，诺沃肖洛夫院士作为首批核心首席受邀参与了“欧盟石墨烯旗舰计划”，并在曼彻斯特大学带领组建了英国国家石墨烯研究中心。

3. 悲剧了的3D打印人像方案
看过这位大神的简历以后，南极熊觉得3D打印人像应该是个不错的选择。和传统的照片相比，3D打印人像更具立体化，只需把全身外形扫描出来，就可以等着3D彩色打印机“打印”小版的人像模型。并且3D打印人像的真实程度毫不逊色于蜡像馆中的蜡像，而且制作时间大大少于过去的手工制作。在诺奖人偶的手中在加入石墨烯的元素，比如说石墨烯的分子结构模型，或是含有石墨烯材料的奖牌，他本人应该会是非常喜爱的。

然而，这个方案在实施的过程中遇到了一个很大的困难，就是没法对诺奖得主进行全身扫描。可以找到的，只有这位大神的各种照片，这对于3D建模来说困难极大。我们知道3D打印人像需要经历建模、打印、上色等工艺流程，因此经过集体讨论和综合评估，很难在一周之内做出，惟妙惟肖的诺奖得主3D打印人像。好吧，我们不得不放弃这个方案。

4. 脑洞大开的创意设计
第二天一切从新开始。3D打印人像的方案被pass掉了，那么我们能不能自己设计一个创意礼物呢？南极熊的设计团队扛起了这个重担。经过一天的努力，设计模型出炉。整个模型将分为三个部分。

首先是树立的部件为石墨烯分子结构，展示出石墨烯是一种二维材料，由单层的碳原子形成蜂窝状的网格结构。这个分子结构的最下面是石墨烯的英文Graphene，说明上面的分子结构是单层石墨烯。这一部件计划使用含有石墨烯粉体的高分子3D打印丝材进行打印。

第二部分是分子模型后面的晶石，它代表了石墨矿晶，体现出单层石墨烯是从石墨中剥离出来。这个剥离方法正是由诺沃肖洛夫教授发明的“机械剥离法”，也是其获得诺奖的原因之一。实际上，这是一个非常“土”的方法，即将石墨薄片粘在透明胶带上，再通过胶带的反复对折和撕开，使得石墨薄片变的越来越薄，最终得到单层的石墨烯。

第三部分则是模型的底座，将其设计为正六边形的双层石墨烯分子结构。上面具有诺奖得主的名字，以及赠送公司的名字。这些英文字母将使用透明材料打印，至于为什么，我先买个关子，后面详解。在底座的侧面分别打印了诺奖得主参加的会议名称，以及赠送公司的中文名称，凸面的哦。

接下来是彩蛋部分，我们的模型中将加入LED灯，来展示出更好的视觉效果。LED灯的位置分别在石墨矿晶中和底座当中，不同的颜色。这也是为什么底座的英文字母需要使用透明的3D打印材料，为了透光。

既然有灯就必须有电，电池和电线都在哪里的？通过设计，我们在底座中完全实现了LED灯所有部件的内置。下图展示了底座上嵌入的电池仓。相信这种3D打印和LED灯的结合，这种难得的用心设计，你在南极熊之外的3D打印厂家是很难找到的。

好，我们最后看一下礼物整体的设计效果图。Perfect！

4. 荆棘中前行的打印过程
第一步就是为各个部件选择不同的色彩了。由于各个部件将单独打印，所以可以使用不同的颜色。而南极熊可以选择的丝材颜色多达上百种。只要是你见过的颜色，我们这里都有，所以挑选空间巨大。

对于该模型来说，石墨烯分子结构部件需要使用含有石墨烯粉体的丝材打印，因此只能是黑色的。石墨矿晶石内则要加入蓝色的LED灯，因此从效果来看，白色是最为合适的颜色。但是悲剧的是，硅矿石是白色的。为了避免产生这种歧义，我们只能是牺牲视觉效果，选择了石墨矿的本色，银灰色。底座的颜色没有什么要求，最终我们敲定了金色，象征着石墨烯行业的发展蒸蒸日上，奥斯卡的小金人也是金色的么，呵呵。

第二步底座和石墨矿晶石的打印。在打印的过程中我们发现英文字母的部分特别难打印，使用透明材料的方案很难成功。同时，由于采用冷光源，字体太小透光性很差。因此，经过多次设计方案的调整和打废掉四个底座后，我们将底座字母的大小调的尽可能大，同时字母使用凹面的方式，使得该位置尽可能的薄，实现更好的透光性。
相比底座来说，石墨矿晶石的打印相对比较顺利。装上LED灯和电池以后，模型有了雏形。看看暗室中的效果，蓝色的晶石和绿色的名字，真漂亮。前面的辛苦付出在这一刻感觉都是值得的。

第三步就是石墨烯分子结构部件的打印了。始料未及的是添加了石墨烯粉体的丝材特别的脆，非常难成形。经过十多次的打印和设计调整发现，打印出原始设计中的，五层分子结构单元几乎是无法实现。因此，我们首先将分子结构和石墨烯的英文Graphene分别进行打印，降低部件的制造难度。其次，只打印了具有两层的分子结构单元，已确保可以按时完成礼物的准备。

最后，赶在第二天交货前将各部件组装成形，3D打印石墨烯模型顺利完工。好吧，此时是凌晨12点。

5、3D打印创意礼物赠送给诺奖得主
下一步，购买一个大小合适的礼盒并将礼物放入。前往机场从北京飞往深圳。为了保证精心准备的礼物安全，全程手持。机场过安检的时候被进行了盘问，将来由介绍了一遍，机场工作人员非常感兴趣。

2016年4月14日，2016石墨烯高峰论坛于在清华大学深圳研究生院召开。继第一届高峰论坛邀请到石墨烯诺奖得主安德烈•海姆爵士进行主题报告后，本次盛会有幸邀请到另一位石墨烯诺奖得主康斯坦丁•诺沃肖罗夫爵士，为大会做主旨报告。除此之外，实现全球首个碳纳米管触控屏产业化的范守善院士，实现全球首次化学合成石墨炔的李玉良院士，以及来自美国、欧洲、亚洲等国家及地区的多位知名教授和产业精英，带来了20余场关于石墨烯、碳纳米管及其他低维材料的精彩报告，呈现出该领域的最新的科技进展和产业发展动态。本次盛会共吸引了来自政府机构、科研院所、优秀企业、相关媒体、投融资领域的近位各界人士参会，成为该领域规格最高的行业活动。

石墨烯诺奖得主、英国曼彻斯特大学康斯坦丁•诺沃肖洛夫教授以“范德华异质结构（Van der Waals heterostructures）”为题做大会主旨报告。

在当晚的晚宴上，本次大会的主赞助商烯碳新材（000511）向诺沃肖罗夫教授赠送了这份精心准备的礼物。于灏博士向诺沃肖罗夫教授介绍了该礼物的设计理念，希望融合了两项颠覆性技术，3D打印和石墨烯的创意礼物，可以展现出未来科技的发展趋势。诺沃肖罗夫教授表示特别喜欢，特别询问了所使用的含有石墨烯粉末的丝材导电性如何。并打趣的说到，回英国曼彻斯特大学后要让硕士生研究一下它的导电性。

随后，诺沃肖罗夫教授做了即兴发言，说到“迄今，我们上下求索研究石墨烯的历程约二十载，希望大家能够继续坚持下去，在这条道路上行得更远，真正实现石墨烯的广泛应用，最终能够开花结果！”

如需了解更多关于石墨烯材料或3D打印相关信息请联系南极熊，客服QQ/微信392908259，邮箱3d@nanjixiong.com，电话010-53350708

这是我见过最low的创意