انتقال حرارت از طریق سه مکانیزم صورت می گیرد: رسانایی (در مورد جامدات)، همرفت (در مورد مایعات) و تابش (در مورد گازها و فضا). قطعات الکترونیکی معمولا با چند قطعه ی دیگر در ارتباط هستند از این رو است که رسانایی و تماس برای طراح های PCB و طراحان بسته بندی قطعات الکترونیکی مشکل ساز است. پاسخ برخی از این مشکلات عایق حرارتی است که انتقال حرارت از یک جسم به دیگری را کند می کند ویا کاهش می دهد. یکی از این عایق های حرارتی، Aerogel پرینت سه بعدی برای عایق های مینیاتوری است.
Aerogel ها که فوم های سیلیکاتی با ساختاری متخلخل هستند از بهترین متریال های عایق روی زمین هستند اما با این حال مصرف آن ها صرفا به استفاده های بزرگ محدود شده است. این هم به دلیل شکنندگی آن است که بریدن آن و جدا کردن قطعات کوچکتر از آن را دشوار می کند.
به علاوه، سازه های بزرگ Aerogel ها معمولا حاوی رشته های پلیمری جهت تقویت سازه هستند و اضافه کردن فیبر به قطعات خیلی کوچک هم چالش برانگیز است.
یک گروه تحقیقاتی در Empa، ETH Zurich و مؤسسه ی Paul scherrer این مشکل ابعاد را با پرینت سه بعدی سازه های Aerogel بسیار کوچک و 100 میکرونی برطرف کرده است.
نگاره 1) Aerogel پرینت سه بعدی عایق های مینیاتوری
این گروه که به تازگی یافته هایشان از طبیعت را منتشر کرده اند Aerogelی با استفاده از جوهر قابل پرینت سیلیکاتی پرینت کرده اند، برای ثبت این اختراع اقدام کرده اند که نه تنها امکان پرینت Aerogel هایی محکم و کوچک را فراهم کرده است بلکه این قطعات قابلیت پردازش را هم دارند.
می دانیم که Aerogel ها به عنوان عایق فوق العاده هستند و این نمونه ی کوچک هم با رسانایی حرارتی کمتر از 16 mW/(m*K) مستثنی نیست. و برای کوچتر کردنش هم می توان به راحتی در مراحل پردازش اینکار را کرد.
گروه این قطعه را در برخی قطعات الکترونیکی آزمایش کرده است تا نحوه ی عملکرد این سازه های کوچک را در عمل بسنجد. تصاویر زیر نشان می دهند که Aerogel های کوچک چه طور از انتقال حرارت جلوگیری کرده اند.
نگاره 2) سنجش عملکرد Aerogel پرینت سه بعدی عایق های مینیاتوری
تصویر بالا سه مورد متفاوت را نشان می دهد: تصویر سمت چپ قطعه ی بدون عایق تصویر میانی با نوار های آلومینیومی و تصویر سمت راست با Aerogel کوچک پرینت شده.
با تغییر خصوصیات جریان و انجماد جوهر سیلیس، گروه قادر به تنطیم متریال و ایجاد ویفرهای نازک و حتی برآمدگی ها است.
طبیعتا قطعه ی پرینت شده ی نهایی کاملا مشابه Aerogel عادی عمل می کند و با تراکم کمترش نسبت به آب، می تواند مثل یک Aerogel عادی روی آب شناور شود.