气凝胶是一种多孔的低密度三维结构，是目前已知的最轻的固态材料，其密度非常小，几乎由100%的空气组成（空气成分可以达到99.8%）。目前用于制作气凝胶的材料有二氧化硅、碳和金属氧化物等。被广泛应用于电子、电气、航空航天、建筑等多个领域。

为了提升气凝胶的性能，一些新型的混合材料也被不断研发出来，比如MXenes，这是一种由过渡金属碳化物、氮化物和碳四化物组成的混合材料，具有良好的导电性能。不过MXenes在加工时容易聚集和重合，对加工工艺的要求比较高。

为此，研究人员使用了一种单向冷冻铸造（UFC）的工艺来使用MXenes制作气凝胶。不过这种工艺需要使用模具，一些复杂的结构就无法实现了。于是研究人员又想到了3D打印工艺（挤出式）。

效果确实不错，可以实现更为复杂的结构造型，制造了有序的蜂窝状微孔3D结构，具有卓越的电化学性能和抗变形能力。但依旧有一个问题困扰着研究人员。那就是3D打印时产生的支撑。不仅处理起来比较费时，而且也会限制一些结构。

于是研究人员又研发了一种被称为3D冷冻打印的新型制造工艺，它结合了喷墨打印和单向冷冻铸造，是一种低成本、简单、可定制和直接的解决方案。通过使用逐滴打印，打印的3D MXene气凝胶的宏观和微观结构可以被定制。该方法可以使用冰作为支撑材料。进一步提升了3D打印气凝胶的性能。

这项研究的结果表明，3D打印的MXene气凝胶具有很好的应用前景，如微型超级电容器、储能设备以及智能传感器（可穿戴的柔性传感器）。