在堪萨斯州萨利纳，一架改装的波音727在两天内飞了50次抛物线机动。

每次机动，就能获得大约25秒的微重力环境。

研究人员就在这短短25秒里，用一台紧凑的打印机打印银和铜导线。

这不是一次简单的实验，他们使用的是干式增材纳米制造（Dry ANM）平台，完全不依赖液态墨水。

你可能会好奇，不用墨水怎么打印？

常规的电子打印需要溶剂基墨水，但在微重力下，液滴行为会改变，喷嘴容易堵塞，后处理更麻烦。

而这个干式ANM系统呢，它先通过激光烧蚀固态银或铜靶材，产生蒸汽，再冷凝成纳米颗粒，然后用氩气载气送到基底上，最后另一束激光实时烧结成型。

整个过程干燥无墨。

打印机边长大约610毫米，把颗粒生成、沉积和烧结都集成在一个封闭单元内。

而且根据NASA的破碎模型，固态靶材理论上可以从太空垃圾中回收，银和铜等高密度金属在碎片中可能占比达到10%左右。

研究团队在两天里打印了银和铜的导线、5G天线图案、叉指电极和螺旋线。

他们把这些飞行样品和地面上用同样参数打印的样品做了对比。

银在微重力下表现得更好。

由于舱内压力降低到75 kPa并且重力消失，颗粒流更顺畅，打印出的线条更厚，堆积更致密。

飞行中打印的五道次银迹线平均电阻率只有13.8 μΩ·cm，而地面样品是26.5 μΩ·cm，降低了49%。

在电子显微镜下，微重力的银样品结构更致密，颗粒接触面积更大。

但是铜就没那么走运了。

同样升高的颗粒通量导致铜局部过熔。

在8到14道次范围内，铜的电阻率从地面的41.3 μΩ·cm上升到了飞行中的160.8 μΩ·cm，横截面积增加了大约七倍。

作者解释，铜熔点低、容易氧化，额外热量让它烫坏了。

飞行中激光通量减少了1%，但依然在电子显微镜下看到熔池不连续。

他们认为，在未来的测试中再降低一些激光功率密度，应该就能解决过熔问题。

为什么在太空打印电子设备这么难？

目前大多数方法都得靠墨水，而墨水在微重力下就是个麻烦源。

没有重力引导，液滴乱飘，喷嘴容易堵，后处理清洗甚至从液态树脂剥离打印件都变得不现实。

虽然3D打印在太空造结构件和聚合物部件已经有不少进展，但功能性电子设备比如导电线路、传感器、天线，一直很难实现按需制造。

其他团队也在尝试。

爱荷华州立大学的NINJAS团队在零重力下演示过电液动力喷墨打印电路图案，但他们的方法仍然离不开精确的流体控制。

格拉斯哥大学的颗粒原料系统在欧洲航天局的抛物线飞行中测试过，但还没法在微重力下打印导电路径。

而奥本大学和NASA的方法从根本上甩掉了液体，没有墨水，没有溶剂，没有那一套复杂的流体管理。

这项研究发表在《npj先进制造》上，作者包括Colton Bevel、Adib Taba、Aarsh Patel、Steven Peeples、Jennifer M. Jones、Curtis Hill和Masoud Mahjouri-Samani。

他们证明了一件事，太空中按需制造电子设备，可能比我们想象的要快一步。