近日，麻(ma)省(sheng)理工学(xue)院的(de)化学(xue)家们(men)开发了(le)一(yi)种新(xin)的3D打(da)印技(ji)术(shu)，允(yun)许改变(bian)打(da)印(yin)对(dui)象(xiang)的化学结构(gou)和(he)多(duo)个3D打(da)印(yin)对象(xiang)的化学连(lian)接。据(ju)悉(xi)，该(gai)技(ji)术(shu)可以大(da)大扩展(zhan)使(shi)用3D打(da)印(yin)创建(jian)的对象的(de)复杂(za)性(xing)。
 

 

    3D打(da)印是(shi)一(yi)种(zhong)令人(ren)难以置信(xin)的制造(zao)技(ji)术(shu)，能(neng)够(gou)从许多种(zhong)材(cai)料中(zhong)创造许(xu)多东西。但是(shi)技(ji)术还(hai)有(you)局(ju)限(xian)性：一(yi)方面，3D打(da)印对象(xiang)总(zong)体上是(shi)不(bu)可改变(bian)的(de)。它们(men)可以进(jin)行后(hou)处(chu)理、打磨(mo)，甚(shen)至加(jia)工成(cheng)更(geng)小的(de)形状，但(dan)是3D打印(yin)聚(ju)合物(wu)物(wu)体的(de)化(hua)学(xue)结构(gou)则是(shi)固(gu)定(ding)不变的(de)。但现(xian)在(zai)，麻省(sheng)理(li)工学院(yuan)的(de)一组(zu)化学(xue)专家们已经(jing)开发(fa)出(chu)用(yong)于改变3D打(da)印(yin)物(wu)体化(hua)学结构的新技(ji)术(shu)，其化(hua)学(xue)成(cheng)分(fen)可以在打(da)印(yin)后改(gai)变(bian)，该(gai)技(ji)术还允许(xu)多个3D打(da)印(yin)对(dui)象(xiang)融(rong)合在一起。

 

    现(xian)在(zai)，麻省(sheng)理工学院的团队在最(zui)近的ACS中央(yang)科学期刊上(shang)发表了(le)他(ta)们的研究(jiu)成(cheng)果(guo)。 Jeremiah Johnson是麻(ma)省(sheng)理工(gong)学院化学(xue)专(zhuan)业(ye)的Firmenich职业发展(zhan)副(fu)教授(shou)，也(ye)是研(yan)究(jiu)论文(wen)的(de)高级(ji)作者，他(ta)向(xiang)MIT工作人(ren)员解(jie)释(shi)如(ru)何使(shi)用(yong)这(zhe)种新(xin)技(ji)术(shu)来增(zeng)加(jia)3D打印(yin)对象(xiang)的(de)复(fu)杂(za)性(xing)。“这个(ge)想法(fa)是，你可以(yi)打(da)印(yin)一(yi)个材(cai)料，然后(hou)采(cai)取(qu)这种材料(liao)，使用(yong)光将(jiang)材(cai)料(liao)变成别(bie)的(de)东西，或(huo)进一(yi)步(bu)增长材料，”他说道。
 

 

    立(li)体(ti)光(guang)刻技(ji)术，3D Systems公司率(lv)先采用(yong)的(de)液态(tai)树脂(zhi)3D打(da)印技(ji)术，以(yi)及Formlabs等(deng)公(gong)司(si)推广(guang)的(de)液体(ti)树脂(zhi)3D打印技术(shu)是3D打印(yin)技(ji)术普通用户更为准确(que)的(de)工艺之(zhi)一。立(li)体光(guang)刻(ke)3D打印(yin)机将一(yi)系(xi)列(lie)明亮的(de)投(tou)影(ying)照射到(dao)一桶(tong)液(ye)体(ti)树(shu)脂(zhi)上(shang)，该液体(ti)树(shu)脂响(xiang)应于(yu)光而(er)固化(hua)（硬化），逐(zhu)层(ceng)地形成固体(ti)物体。通过(guo)采(cai)用立(li)体(ti)光(guang)刻(ke)并(bing)将(jiang)其(qi)与称为(wei)“活性聚合(he)”的技术(shu)相(xiang)结合，Johnson及其(qi)团(tuan)队(dui)已经能够创(chuang)建(jian)3D打(da)印材料，可(ke)以(yi)让(rang)其(qi)生长停(ting)止，然(ran)后在稍(shao)后(hou)的时间点重(zhong)新(xin)开始。

 

    早(zao)在2013年，麻省理(li)工(gong)学(xue)院的研(yan)究人员(yuan)发现，通过使(shi)用紫外线(xian)，他们(men)可(ke)以打破(po)3D打印结(jie)构的(de)聚(ju)合(he)物，创建被(bei)称(cheng)为(wei)“自由基(ji)”的反(fan)应(ying)分(fen)子(zi)。自由基(ji)然后可(ke)以绑定到(dao)周围新单体，将它们并(bing)入原(yuan)始(shi)材(cai)料中(zhong)。Johnson说：“这(zhe)里(li)的(de)优(you)势(shi)是你(ni)可以(yi)打(da)开(kai)灯，它(ta)们成长，你(ni)把灯(deng)关掉，它(ta)们(men)停止(zhi)。原则(ze)上(shang)，你可以(yi)无限期(qi)地(di)重(zhong)复，它(ta)们(men)可以(yi)继续(xu)成长(zhang)。”

 

    不(bu)幸的是，试图控(kong)制自(zi)由(you)基(ji)被证(zheng)明(ming)是(shi)非常困(kun)难(nan)的，对(dui)3D打(da)印材(cai)料(liao)施加过(guo)度(du)的(de)损伤(shang)。但(dan)麻省(sheng)理(li)工(gong)学院的(de)化学(xue)专(zhuan)家们想出了(le)另一个(ge)方法(fa)：来(lai)自(zi)LED的蓝色光。如(ru)用于(yu)3D打(da)印的聚合(he)物包(bao)含化(hua)学(xue)基团(tuan)TTC，其(qi)可以(yi)通(tong)过由(you)光(guang)打开的(de)有机(ji)催化(hua)剂活(huo)化(hua)。当(dang)受(shou)到来自LED的(de)蓝光时(shi)，这些(xie)TTC随(sui)着(zhe)新(xin)单(dan)体附(fu)着而(er)伸(shen)展。由(you)于(yu)这些(xie)单体均(jun)匀地(di)加(jia)入(ru)，它(ta)们(men)为材料提(ti)供(gong)了新的性能。“我(wo)们(men)可(ke)以采取(qu)宏观材料，并(bing)按(an)我(wo)们(men)想(xiang)要(yao)的方(fang)式成长，”Johnson说。

 

    通过使用LED光(guang)技术，麻(ma)省(sheng)理(li)工学院的(de)研究人员发现(xian)，他(ta)们(men)可(ke)以(yi)改(gai)变3D打印(yin)对象(xiang)结构(gou)的(de)各(ge)种属性(xing)，包(bao)括(kuo)它(ta)们(men)的(de)刚度(du)和疏水(shui)性(xing)（它(ta)们排斥(chi)或(huo)吸(xi)收(shou)水(shui)的程度(du)）。通(tong)过(guo)添(tian)加(jia)某种(zhong)类型(xing)的单(dan)体，化学(xue)家也能(neng)够(gou)使材(cai)料响应(ying)于温度膨(peng)胀(zhang)或收缩(suo)。除此(ci)之外，他(ta)们能(neng)够通过(guo)在互连(lian)区(qu)域(yu)上(shang)照射(she)光(guang)来(lai)熔(rong)化(hua)两个(ge)3D打印(yin)物体。研究(jiu)人(ren)员说，“这个(ge)特(te)定的过(guo)程(cheng)可以用来创造(zao)巨大(da)的、化(hua)学(xue)稳定的(de)3D打(da)印结(jie)构(gou)，并拥(yong)有(you)前(qian)所(suo)未(wei)有的(de)复杂性。”

 

    现在，研(yan)究(jiu)人员面(mian)临(lin)的一个(ge)障碍是(shi)将(jiang)实(shi)验(yan)的(de)环境保持(chi)为无氧，因(yin)为在该(gai)过(guo)程(cheng)中(zhong)使用(yong)的有(you)机(ji)催(cui)化剂在(zai)氧(yang)存在下不(bu)能起作用。然而，该组测试(shi)可在有氧环境下催化(hua)类似(shi)聚(ju)合的(de)其(qi)它催化(hua)剂(ji)。

 

    通(tong)过(guo)合(he)并(bing)聚合(he)物(wu)科(ke)学(xue)和(he)材(cai)料(liao)科(ke)学(xue)领(ling)域，麻(ma)省理(li)工学(xue)院的研究人(ren)员(yuan)为(wei)高级(ji)3D打印(yin)打开了几个(ge)令(ling)人(ren)兴奋(fen)的机会。