南非CSIR与Filament Factory联合开发出新型轻量级纳米增强聚合物复合材料，具备优异的电磁屏蔽性能、高导电性及射频吸收能力。该材料适用于隐身技术、3D打印、航空航天、医疗植入及高精度传感器等领域，支持注塑、挤出及增材制造。此创新标志着南非材料科学的重要突破，推动本地及国际高性能复合材料产业的发展。
Filament Factory是一家增材制造耗材生产商，与南非政府机构——科学与工业研究委员会（CSIR）合作，开发出一种纳米增强聚合物复合材料。这种先进材料具备增强的电磁干扰（EMI）屏蔽能力、改进的射频（RF，C和X波段）吸收性能以及高电导率。这些特性使其在隐身技术、医疗植入物和高性能传感器等领域具有极高的应用价值。
“这项合作标志着南非在材料科学能力方面取得了重要进展。该纳米增强复合材料不仅性能优于传统材料，还为航空航天、电子和医疗等关键行业的本地创新打开了大门。”
——CSIR纳米技术创新中心首席研究员兼中心主任 Suprakas Sinha Ray 教授 表示。
CSIR开发的先进纳米增强聚合物复合材料颗粒。图片来自CSIR。
应用与制造潜力
该复合材料的纳米结构设计实现了高效的电磁干扰屏蔽，同时保持优异的电导性能。这种双重特性使其成为雷达吸收涂层、导电医疗植入物和先进电子器件的理想候选材料。
这种材料以颗粒和丝材两种形式提供，支持包括注塑、挤出和增材制造（3D打印）在内的多种制造方法。其重量轻、耐用性高的特征，使其在航空航天和国防领域尤为重要，可用于降低飞机、无人机和车辆的雷达反射信号。
用于3D打印的先进纳米增强聚合物复合材料。图片来自CSIR。
在医疗领域中，该材料的生物相容性和导电性使其能够用于开发新一代神经接口、心脏起搏器等植入设备。与此同时，它对电磁场的高灵敏度还支持高精度传感器的研发，应用范围涵盖工业自动化和环境监测等多个方向。
展望未来，CSIR预计将通过国家级和国际性的合作，进一步扩大该材料的应用范围，释放更多创新潜力。
3D打印复合材料的新进展
全球研究正不断推动多功能复合材料与增材制造的新方法。瑞士洛桑联邦理工学院（EPFL）与乌普萨拉大学的研究人员开发出一种利用体积增材制造（VAM）制备复合材料的新技术，克服了该领域长期存在的限制。通过在打印后将VAM打印部件注入水凝胶，研究团队能够制造出高填充含量的功能性复合材料，拓展了生物医用设备、软体机器人和智能材料的应用可能。
与这些实验性进展相辅相成的是，一个由马德里卡洛斯三世大学、伦敦帝国理工学院、牛津大学和BCMaterials联合开发的新型计算平台。该平台提供了一个多尺度计算框架，用于评估3D打印导电部件的热、电、机械性能。这一预测工具可整合材料组成、打印参数及外部条件，模拟导电聚合物复合材料（CPCs）在电、热、机械应力下的表现，从而加速高性能3D打印复合材料的设计与优化。
