近日(ri)，麻(ma)省理工(gong)学(xue)院(yuan)的(de)化学家(jia)们(men)开(kai)发(fa)了一(yi)种新(xin)的(de)3D打(da)印(yin)技术，允许改(gai)变打(da)印(yin)对(dui)象的(de)化学(xue)结(jie)构(gou)和多(duo)个(ge)3D打印对象的(de)化学(xue)连(lian)接(jie)。据悉(xi)，该(gai)技术(shu)可(ke)以大(da)大(da)扩(kuo)展使用3D打印(yin)创建(jian)的对象的复(fu)杂性(xing)。
 

 

    3D打印(yin)是一种(zhong)令人难(nan)以(yi)置(zhi)信(xin)的制造(zao)技(ji)术，能(neng)够(gou)从(cong)许多种(zhong)材料中创(chuang)造许多东(dong)西(xi)。但(dan)是(shi)技(ji)术(shu)还有局(ju)限性(xing)：一(yi)方面(mian)，3D打(da)印(yin)对象总(zong)体(ti)上是(shi)不可(ke)改变的。它(ta)们可(ke)以(yi)进(jin)行(xing)后(hou)处(chu)理、打(da)磨，甚至加工(gong)成(cheng)更小的形(xing)状(zhuang)，但(dan)是3D打(da)印(yin)聚合物物体的(de)化学结(jie)构(gou)则(ze)是固(gu)定(ding)不(bu)变的。但现(xian)在(zai)，麻省理工学院(yuan)的一组化学专家们(men)已(yi)经(jing)开发出(chu)用(yong)于改(gai)变3D打印物(wu)体(ti)化(hua)学(xue)结(jie)构的(de)新(xin)技术，其化(hua)学成(cheng)分(fen)可以在打印(yin)后(hou)改变，该技术还允(yun)许(xu)多个(ge)3D打(da)印(yin)对象(xiang)融合(he)在一起(qi)。

 

    现在(zai)，麻(ma)省理(li)工(gong)学(xue)院(yuan)的团队在最近(jin)的ACS中(zhong)央科学期刊上发表了他(ta)们(men)的研究(jiu)成果(guo)。 Jeremiah Johnson是(shi)麻(ma)省理(li)工(gong)学院化(hua)学(xue)专业(ye)的(de)Firmenich职(zhi)业(ye)发(fa)展副教(jiao)授，也(ye)是研究(jiu)论文的(de)高级(ji)作者，他(ta)向MIT工作(zuo)人员(yuan)解释如何(he)使(shi)用这(zhe)种(zhong)新(xin)技(ji)术(shu)来(lai)增(zeng)加3D打(da)印对(dui)象的复(fu)杂(za)性(xing)。“这个(ge)想法是(shi)，你(ni)可以(yi)打印(yin)一个(ge)材料，然后采(cai)取(qu)这种(zhong)材(cai)料(liao)，使(shi)用(yong)光(guang)将材料(liao)变(bian)成(cheng)别的东(dong)西(xi)，或进一(yi)步增(zeng)长材料，”他说道。
 

 

    立(li)体(ti)光(guang)刻(ke)技术(shu)，3D Systems公(gong)司(si)率(lv)先(xian)采用的(de)液(ye)态(tai)树脂(zhi)3D打印技(ji)术，以(yi)及Formlabs等公司(si)推广(guang)的(de)液体树脂(zhi)3D打(da)印技(ji)术是(shi)3D打(da)印(yin)技(ji)术(shu)普(pu)通(tong)用(yong)户(hu)更为(wei)准确(que)的(de)工艺(yi)之(zhi)一(yi)。立(li)体(ti)光刻3D打印机将一系(xi)列明(ming)亮(liang)的(de)投(tou)影照(zhao)射(she)到一桶液(ye)体(ti)树(shu)脂(zhi)上(shang)，该液(ye)体树脂(zhi)响(xiang)应于(yu)光而(er)固化(hua)（硬(ying)化(hua)），逐层(ceng)地形(xing)成(cheng)固(gu)体(ti)物体(ti)。通(tong)过(guo)采(cai)用(yong)立体(ti)光刻(ke)并将(jiang)其(qi)与称(cheng)为“活性聚合(he)”的技术相结(jie)合，Johnson及其(qi)团队已(yi)经(jing)能(neng)够(gou)创建(jian)3D打印材(cai)料，可(ke)以让(rang)其生(sheng)长停(ting)止(zhi)，然(ran)后在稍(shao)后(hou)的时(shi)间(jian)点重(zhong)新(xin)开(kai)始。

 

    早在2013年(nian)，麻(ma)省(sheng)理工(gong)学(xue)院(yuan)的研究人员发现(xian)，通(tong)过(guo)使用(yong)紫(zi)外(wai)线(xian)，他(ta)们(men)可以(yi)打(da)破(po)3D打印(yin)结构的聚(ju)合(he)物，创建被称为“自由(you)基(ji)”的(de)反(fan)应(ying)分(fen)子。自(zi)由基(ji)然(ran)后(hou)可以(yi)绑(bang)定(ding)到周(zhou)围(wei)新(xin)单(dan)体，将(jiang)它们并(bing)入原(yuan)始(shi)材(cai)料中。Johnson说：“这(zhe)里的优势(shi)是你(ni)可(ke)以打(da)开(kai)灯(deng)，它们成长，你(ni)把灯(deng)关掉(diao)，它(ta)们停(ting)止。原(yuan)则(ze)上(shang)，你可以(yi)无限(xian)期(qi)地(di)重(zhong)复(fu)，它们可以继(ji)续成(cheng)长(zhang)。”

 

    不(bu)幸的是，试图控(kong)制自由(you)基(ji)被证(zheng)明是非常困(kun)难(nan)的(de)，对(dui)3D打(da)印材料(liao)施(shi)加(jia)过度(du)的(de)损(sun)伤。但(dan)麻(ma)省(sheng)理(li)工(gong)学(xue)院的(de)化(hua)学专(zhuan)家(jia)们想出了另一个(ge)方(fang)法：来自(zi)LED的蓝(lan)色光(guang)。如用(yong)于3D打印(yin)的(de)聚(ju)合物(wu)包含(han)化(hua)学基(ji)团TTC，其(qi)可以通(tong)过(guo)由光(guang)打开的有机催化(hua)剂(ji)活(huo)化(hua)。当(dang)受到(dao)来(lai)自LED的(de)蓝光时，这些(xie)TTC随着新(xin)单体附(fu)着而伸展。由(you)于这(zhe)些(xie)单(dan)体(ti)均(jun)匀(yun)地(di)加入，它们为(wei)材(cai)料提(ti)供了新(xin)的(de)性能(neng)。“我们(men)可以采(cai)取宏(hong)观材(cai)料(liao)，并(bing)按我(wo)们(men)想要的(de)方式(shi)成(cheng)长(zhang)，”Johnson说。

 

    通过(guo)使(shi)用LED光技术(shu)，麻(ma)省(sheng)理(li)工(gong)学院的研(yan)究(jiu)人(ren)员发(fa)现，他们可以改(gai)变3D打(da)印(yin)对(dui)象结构(gou)的各种(zhong)属性，包(bao)括它(ta)们的刚度(du)和疏水性（它们排斥或吸收(shou)水(shui)的(de)程度(du)）。通过(guo)添(tian)加某(mou)种类型的单体(ti)，化(hua)学(xue)家也(ye)能够使材(cai)料响(xiang)应于温(wen)度(du)膨(peng)胀(zhang)或收缩(suo)。除此之外(wai)，他们(men)能够通过(guo)在(zai)互连区域(yu)上照射光(guang)来(lai)熔(rong)化(hua)两(liang)个(ge)3D打印(yin)物(wu)体。研究人员说(shuo)，“这个特(te)定的(de)过程(cheng)可(ke)以用(yong)来(lai)创(chuang)造巨大(da)的(de)、化学稳(wen)定的(de)3D打(da)印结构(gou)，并(bing)拥有(you)前(qian)所未(wei)有的复(fu)杂性(xing)。”

 

    现在，研(yan)究人员面(mian)临的一个(ge)障碍是将实验的(de)环境(jing)保持为(wei)无氧(yang)，因为在(zai)该(gai)过(guo)程(cheng)中(zhong)使(shi)用(yong)的(de)有机(ji)催化剂(ji)在氧存(cun)在(zai)下(xia)不(bu)能(neng)起(qi)作(zuo)用。然而，该组(zu)测(ce)试可(ke)在(zai)有氧(yang)环境(jing)下(xia)催化(hua)类(lei)似(shi)聚合的(de)其它催化剂(ji)。

 

    通(tong)过(guo)合并聚合物(wu)科学(xue)和(he)材(cai)料科(ke)学(xue)领(ling)域，麻省(sheng)理(li)工学院(yuan)的(de)研究人(ren)员(yuan)为(wei)高级(ji)3D打(da)印(yin)打开(kai)了几(ji)个令人兴(xing)奋的机会。