近日，麻省(sheng)理工学院(yuan)的化学(xue)家们开发了一种新的3D打印技(ji)术，允许(xu)改变打印对象的化学结构和多个3D打(da)印(yin)对象(xiang)的化学连接。据悉，该技术可以大大扩展使用3D打(da)印创(chuang)建的对象的复杂(za)性。
 

 

    3D打印(yin)是(shi)一种令人难以置信的制造(zao)技术(shu)，能够从许多种材(cai)料中创造许多东西。但是(shi)技术还有局限性：一方面(mian)，3D打印对象(xiang)总体上是不可改变的。它们可以(yi)进行后处(chu)理、打磨，甚至加工成更小的形状，但是(shi)3D打(da)印聚合(he)物物(wu)体的化学结构则是固定不变的。但现在，麻省理工学(xue)院的一(yi)组化学专家们已经开发出用于改变3D打印物(wu)体化学结构的新技(ji)术，其化学成分可以在打印后改变，该技术还允(yun)许多(duo)个3D打印对象融合(he)在一起。

 

    现在，麻省理工学院的团队在最近的ACS中央科学期刊上发表了(le)他们的(de)研究成果。 Jeremiah Johnson是麻省理工学院化学专(zhuan)业的Firmenich职业(ye)发展副教授，也是研究论文的高级作(zuo)者，他向MIT工(gong)作人员解释如何使用这(zhe)种新技术来增加3D打印(yin)对象的复杂性。“这个想法是，你可以打印一(yi)个材料，然后(hou)采取这种材料，使(shi)用光将材料变成别(bie)的东西(xi)，或进一步增(zeng)长(zhang)材料，”他(ta)说道。
 

 

    立体光(guang)刻技术，3D Systems公司率(lv)先采用的液态树脂3D打印技术，以及Formlabs等公司推(tui)广的液体(ti)树(shu)脂(zhi)3D打印技(ji)术是3D打印技术(shu)普通用户更为准确的工艺(yi)之一。立体光刻3D打印机将(jiang)一系列明亮的投影照射到一桶液体树脂上(shang)，该液体(ti)树脂响应于光而固化（硬化），逐层地形成固体物体。通过(guo)采用立体光刻并将其与称为“活(huo)性聚合”的技(ji)术相结合，Johnson及其团队已经能够创建3D打印材料，可以让其(qi)生长停止，然后在稍后的时(shi)间点重新开始。

 

    早在2013年，麻省理工学院的研究人员发现，通(tong)过(guo)使用紫外(wai)线，他们可(ke)以打破3D打印结构的聚合物，创建被称为“自由基(ji)”的反应分子。自由基然后可以绑定到周围新单体(ti)，将(jiang)它们并入原始材料中。Johnson说：“这里的优势是你可以打开灯，它们成长，你把灯关掉，它们停止(zhi)。原(yuan)则上，你可以(yi)无限期地重(zhong)复，它们可(ke)以继续成长。”

 

    不幸的是，试图控制(zhi)自由基被证明是非常困难的(de)，对3D打(da)印材料施加过度的损伤。但麻省理工学院(yuan)的化学专(zhuan)家(jia)们想出了另一个方法：来自LED的蓝色光。如用于3D打印的聚合物包含化(hua)学基团TTC，其可以通过由光打开(kai)的有机催化剂活化。当受(shou)到来自LED的(de)蓝光时，这(zhe)些TTC随着新单体(ti)附着而伸展。由于这些单体均匀地加入，它们为(wei)材(cai)料提供了(le)新的性能。“我们可以(yi)采取宏观材料，并按我们想要的方式成长，”Johnson说。

 

    通过使用LED光技术，麻省(sheng)理工学院的研究人员发现，他们可以改(gai)变3D打印对(dui)象(xiang)结构的各种属(shu)性，包(bao)括它(ta)们的刚度和疏水性(xing)（它们排斥或吸收水的程度）。通过添(tian)加某种类型的单体，化学家也能够使材料响(xiang)应于温度膨(peng)胀或收缩。除此之外，他们(men)能够通过在互(hu)连区域上照射光来熔化两个3D打印物体。研究(jiu)人员说，“这个特定的过程可以用来创造巨大的(de)、化(hua)学稳定的3D打(da)印结构，并(bing)拥有前(qian)所未有的(de)复杂性。”

 

    现在，研究(jiu)人员面临(lin)的一个障碍是将实验的环境保持(chi)为无氧(yang)，因为在该过程中使(shi)用的(de)有机催化剂(ji)在氧存在下不能(neng)起作用。然而，该组测试(shi)可(ke)在有氧环境(jing)下催化类似聚(ju)合的(de)其它催化剂。

 

    通过合并聚合物科学和材料科学领域，麻省理工学院的研究人员为高级3D打印打(da)开了几个令人兴奋的机会。