近日(ri)，麻(ma)省(sheng)理工学院(yuan)的化学家(jia)们开(kai)发了一种新(xin)的3D打印技(ji)术(shu)，允(yun)许(xu)改变(bian)打印(yin)对象(xiang)的(de)化学(xue)结构和(he)多个(ge)3D打印(yin)对(dui)象(xiang)的化(hua)学连(lian)接。据悉(xi)，该技(ji)术可(ke)以大大扩展使用3D打印创建(jian)的(de)对(dui)象(xiang)的(de)复(fu)杂性。
 

 

    3D打(da)印(yin)是(shi)一种令人难(nan)以置信的(de)制(zhi)造技术，能够(gou)从(cong)许(xu)多种材(cai)料中创造(zao)许(xu)多(duo)东西(xi)。但是(shi)技(ji)术还(hai)有局限(xian)性(xing)：一方面(mian)，3D打印对象(xiang)总体(ti)上(shang)是(shi)不可(ke)改变(bian)的。它们可以(yi)进行后(hou)处(chu)理、打磨(mo)，甚(shen)至加工成(cheng)更小(xiao)的(de)形状，但是3D打印聚合物(wu)物(wu)体(ti)的(de)化(hua)学结构(gou)则是(shi)固(gu)定不(bu)变(bian)的。但现在，麻省理工(gong)学(xue)院的一(yi)组(zu)化(hua)学(xue)专(zhuan)家们已(yi)经开(kai)发(fa)出用于改变(bian)3D打印(yin)物体化学结(jie)构(gou)的新技(ji)术(shu)，其化(hua)学(xue)成(cheng)分可以在(zai)打(da)印(yin)后改(gai)变(bian)，该(gai)技术(shu)还允(yun)许(xu)多(duo)个3D打印(yin)对(dui)象融合在(zai)一(yi)起。

 

    现在(zai)，麻(ma)省理工学(xue)院的团(tuan)队(dui)在(zai)最近的(de)ACS中央科(ke)学(xue)期刊(kan)上发(fa)表(biao)了(le)他们的(de)研究成果(guo)。 Jeremiah Johnson是(shi)麻省理工学院化学专(zhuan)业的(de)Firmenich职业(ye)发(fa)展副(fu)教(jiao)授，也是(shi)研(yan)究(jiu)论(lun)文(wen)的(de)高(gao)级作者，他(ta)向(xiang)MIT工作(zuo)人(ren)员解(jie)释(shi)如(ru)何使用(yong)这种新(xin)技(ji)术(shu)来(lai)增(zeng)加3D打印(yin)对象的复杂(za)性(xing)。“这(zhe)个想法是(shi)，你(ni)可以(yi)打(da)印(yin)一个(ge)材料(liao)，然后(hou)采取这(zhe)种材(cai)料(liao)，使(shi)用(yong)光(guang)将(jiang)材料(liao)变(bian)成别的东西(xi)，或进(jin)一步增(zeng)长材(cai)料，”他(ta)说道。
 

 

    立体光(guang)刻(ke)技(ji)术，3D Systems公司率先(xian)采用的液态(tai)树脂(zhi)3D打(da)印技术(shu)，以(yi)及(ji)Formlabs等(deng)公(gong)司(si)推广的(de)液(ye)体树脂(zhi)3D打(da)印技术是(shi)3D打(da)印技术普通用户更(geng)为(wei)准确的(de)工艺之(zhi)一。立体光(guang)刻(ke)3D打(da)印(yin)机(ji)将(jiang)一系列明亮(liang)的投(tou)影照(zhao)射(she)到(dao)一(yi)桶液(ye)体(ti)树(shu)脂上(shang)，该(gai)液体树(shu)脂响(xiang)应于光而固(gu)化(hua)（硬化(hua)），逐(zhu)层地形(xing)成(cheng)固(gu)体物体(ti)。通过(guo)采(cai)用(yong)立体(ti)光刻并将(jiang)其与(yu)称为“活性聚(ju)合(he)”的(de)技术(shu)相(xiang)结(jie)合，Johnson及(ji)其团队(dui)已(yi)经能够创建(jian)3D打印(yin)材(cai)料(liao)，可(ke)以(yi)让(rang)其(qi)生长(zhang)停(ting)止(zhi)，然后(hou)在(zai)稍(shao)后的时间(jian)点重新(xin)开(kai)始。

 

    早(zao)在(zai)2013年，麻省理(li)工(gong)学院的(de)研究人(ren)员发现(xian)，通(tong)过使(shi)用(yong)紫(zi)外线，他(ta)们(men)可以(yi)打(da)破(po)3D打(da)印结构的聚合(he)物(wu)，创建被(bei)称(cheng)为“自由基”的(de)反应分子(zi)。自由基(ji)然后可(ke)以(yi)绑(bang)定到周(zhou)围新(xin)单(dan)体，将(jiang)它们(men)并入原(yuan)始(shi)材料(liao)中。Johnson说：“这(zhe)里(li)的优(you)势是(shi)你(ni)可以打(da)开(kai)灯(deng)，它们成长(zhang)，你把灯关掉(diao)，它(ta)们停(ting)止。原则(ze)上，你(ni)可(ke)以(yi)无(wu)限期(qi)地重(zhong)复，它(ta)们可(ke)以(yi)继续成长。”

 

    不(bu)幸(xing)的是，试图控制(zhi)自由(you)基(ji)被(bei)证(zheng)明是非(fei)常(chang)困(kun)难的(de)，对(dui)3D打(da)印(yin)材(cai)料(liao)施加(jia)过度的(de)损伤(shang)。但(dan)麻(ma)省理(li)工(gong)学院(yuan)的(de)化(hua)学(xue)专(zhuan)家们想(xiang)出了(le)另一(yi)个(ge)方法(fa)：来(lai)自(zi)LED的(de)蓝(lan)色光(guang)。如(ru)用于3D打(da)印的(de)聚(ju)合(he)物包含(han)化学基团TTC，其可(ke)以通过(guo)由光打开的有(you)机催(cui)化(hua)剂(ji)活化(hua)。当(dang)受到(dao)来自(zi)LED的(de)蓝(lan)光(guang)时，这些(xie)TTC随(sui)着(zhe)新单体(ti)附(fu)着而(er)伸展(zhan)。由(you)于(yu)这些单体(ti)均匀(yun)地加(jia)入，它们(men)为材(cai)料提供(gong)了(le)新(xin)的性(xing)能(neng)。“我(wo)们(men)可(ke)以采取(qu)宏(hong)观(guan)材料，并按(an)我们(men)想(xiang)要的方(fang)式(shi)成(cheng)长，”Johnson说(shuo)。

 

    通过使用LED光(guang)技术，麻省理(li)工学(xue)院的研(yan)究(jiu)人员发现，他(ta)们可以改变(bian)3D打(da)印对象结构的各(ge)种属(shu)性，包括它们(men)的(de)刚度(du)和疏水(shui)性（它们排(pai)斥或(huo)吸(xi)收(shou)水的(de)程度(du)）。通(tong)过(guo)添(tian)加(jia)某(mou)种(zhong)类(lei)型的单体，化(hua)学家(jia)也能够使材料(liao)响应(ying)于温度膨胀(zhang)或(huo)收(shou)缩(suo)。除(chu)此之(zhi)外(wai)，他(ta)们(men)能够(gou)通(tong)过在(zai)互(hu)连(lian)区(qu)域(yu)上(shang)照(zhao)射光来熔(rong)化(hua)两(liang)个3D打印(yin)物体(ti)。研究(jiu)人(ren)员说(shuo)，“这个特定的过程可(ke)以用来创(chuang)造巨大的(de)、化学(xue)稳(wen)定(ding)的3D打印(yin)结(jie)构，并拥有前(qian)所(suo)未(wei)有(you)的复杂性。”

 

    现(xian)在，研究人(ren)员(yuan)面临(lin)的(de)一个(ge)障碍(ai)是(shi)将实(shi)验的环(huan)境(jing)保持(chi)为(wei)无氧(yang)，因为(wei)在该过程(cheng)中(zhong)使(shi)用(yong)的(de)有机(ji)催(cui)化剂在(zai)氧存(cun)在(zai)下(xia)不能(neng)起作(zuo)用(yong)。然而，该组测试可在有氧环境下(xia)催(cui)化类(lei)似聚合的(de)其(qi)它(ta)催化剂。

 

    通过合并聚(ju)合物科(ke)学和材(cai)料科(ke)学领域(yu)，麻(ma)省理工学院的研(yan)究(jiu)人员(yuan)为高级3D打(da)印打(da)开(kai)了(le)几(ji)个令(ling)人兴(xing)奋的机(ji)会。