研究人员已经打印出含有纳米级石墨烯薄片的墨水，以构建宏观的三维物体，他们表示这些物体可能有利于包括能量存储和生物工程在内的众多领域。
劳伦斯利弗莫尔国家实验室的一个团队使用氧化石墨烯墨水3D打印了多孔、高度可压缩的气凝胶（Nat. Commun. 2015, DOI：10.1038/ncomms7962）。西北大学的研究人员设计了含有柔性生物相容聚合物内石墨烯薄片的墨水组织支架（ACS Nano 2015, DOI：10.1021/acsnano.5b01179）。
这些并非石墨烯墨水的首批示例。然而，科学家们仍在寻找能够充分利用这种原子薄材料卓越性能的配方。例如，一些现有的墨水为了获得高导电性而牺牲了机械性能。
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“我们真的试图避免做出妥协，”马库斯·A·沃斯利（Marcus A. Worsley）说，他与同事程竹（Cheng Zhu）一起领导了利弗莫尔的研究人员。他们的目标是设计一种3D打印工艺，使导电薄片能够可控地聚结并最终形成气凝胶：一种像空气一样轻但机械强度高的海绵状材料。
他们的墨水含有水、氧化石墨烯薄片、二氧化硅填料颗粒和凝胶剂，如碳酸铵。通过在异辛烷浴中打印墨水，该团队阻止了墨水干燥，并让凝胶剂有时间将薄片固定成多孔框架。
沃斯利说，一旦打印机完成，该团队就用空气替换了异辛烷，蚀刻掉二氧化硅，留下了具有大表面积和良好导电性的超可压缩气凝胶。这些特性使气凝胶对电池、电容器和氢燃料电池具有吸引力。
西北大学团队在拉米尔·N·沙阿（Ramille N. Shah）的领导下，没有在溶剂浴中打印，而是使用了几种溶剂在他们的石墨烯墨水中，以及一种生物相容的弹性体。
墨水的一种溶剂二氯甲烷迅速蒸发，以固定打印的层。但其余溶剂2-丁氧基乙醇和邻苯二甲酸二丁酯以较慢的速度蒸发，并保持该层足够湿润，以粘附在顶部打印的下一层。
墨水干燥后，剩余两种成分：石墨烯薄片和一种名为聚乳酸-共-乙醇酸的聚合物。这使得该团队能够打印柔性支架，这些支架可以切割成一定尺寸，并缝合到活体组织中，以支持细胞生长和组织再生，而不会引起任何严重的免疫反应，沙阿说。她补充说，支架的导电性似乎也有助于细胞信号传导和分化，但这种植入物的长期健康影响仍有待评估。
伦敦帝国学院的材料研究员埃丝特·加西亚-图农·布兰卡（Esther García-Tuñon Blanca）表示，开发3D可打印的石墨烯墨水是一项重要的事业，这显然可以从它现在受到的关注中看出。她没有参与这两项研究。“研究小组越多，我们就能越快地发现石墨烯在日常生活中的实际潜力。”