近日，麻省理工学院的(de)化学家们开发了一(yi)种(zhong)新的3D打印技术，允许改变(bian)打印对象的(de)化学结构和多个3D打(da)印对象的化学连接。据悉，该(gai)技术可以大大扩展使用(yong)3D打印创建的对象的(de)复杂性。
 

 

    3D打印是一种令人难以置信的制造技术，能够从许多种材料中创造许多东西。但是技术还有(you)局限性：一方面(mian)，3D打印对(dui)象总体上(shang)是不可改变的。它们(men)可以进行后处理、打磨，甚至加(jia)工成更小的形状，但是3D打印聚合物物(wu)体的化学结构则是固(gu)定不变的。但现在，麻省理(li)工学(xue)院的一组化学专家们已经开发(fa)出用于改(gai)变3D打印物体化学结构的新技术，其(qi)化学成分可以在打印后改变，该(gai)技术还允许多个3D打印对象融合在一起。

 

    现在，麻省理工学院的团队在(zai)最近的ACS中央科学期刊上发表了他们的研究成果。 Jeremiah Johnson是麻省理工(gong)学院化(hua)学专业(ye)的Firmenich职业发展副教授，也是(shi)研究论文的高级作者，他向MIT工作人员(yuan)解释如何使用这种(zhong)新技术来增加3D打(da)印对象的复(fu)杂性。“这个想法是，你可以打印(yin)一个材料，然后采取这种材料，使用光将材料变成别的东西，或进一步增长材料，”他说道。
 

 

    立体光刻技术，3D Systems公司率先采用的液态树脂3D打印技术(shu)，以及Formlabs等公司推广的液体树脂3D打(da)印(yin)技(ji)术是3D打印技术普通用户(hu)更为准确的工艺之一。立体光(guang)刻3D打印机将一系列明亮的投影照射(she)到一桶液体(ti)树脂上，该液体树脂响应于(yu)光(guang)而固化（硬化），逐层地形成固(gu)体(ti)物体。通过采用(yong)立体(ti)光刻并将其与称为“活性聚(ju)合(he)”的技术相结合，Johnson及其团队已经能够创建3D打印(yin)材料，可以让其生长停止，然后在稍后的时间点重新开始。

 

    早在2013年，麻省理工(gong)学院(yuan)的(de)研究人员发现，通过使用(yong)紫外线，他(ta)们可以打破3D打印结构的聚合物，创(chuang)建被称为“自由基”的反应分子。自由基然后可以(yi)绑定(ding)到周围新单体，将它们(men)并入原始材料中。Johnson说：“这里的优势是你可以打开灯，它们(men)成长，你把灯关(guan)掉，它们停止。原则上，你可以无(wu)限期地重复，它们可以(yi)继续成(cheng)长(zhang)。”

 

    不幸的(de)是，试图控制自由基被证明是非常困难的，对3D打印材料施加过度的损伤。但麻省理工学院的(de)化学专家们想出了另一个方法：来自LED的(de)蓝色光。如(ru)用于3D打印的聚合物包含化学基团TTC，其可(ke)以通过由光打开的有机催化(hua)剂活化。当受到来自LED的蓝光时，这些TTC随着新(xin)单体附着而伸(shen)展。由(you)于这些单体均匀地加入，它们为材料提供了新的性(xing)能。“我们(men)可(ke)以采取宏观材料，并按(an)我们想要的方(fang)式(shi)成长，”Johnson说。

 

    通过使用LED光技术，麻省理工学院的研究(jiu)人员发现，他们(men)可以改变3D打印对象结构的各种属性，包(bao)括它们的刚度和疏水性（它们(men)排斥或吸收水的程度）。通过添加某种类型的单体，化学家也能够使材料响应于温度膨胀或收缩。除此之外，他们能够通过在互连(lian)区域上照(zhao)射光来(lai)熔化两个3D打(da)印物体。研究(jiu)人员(yuan)说，“这个特定的过程可以用来创造(zao)巨大的(de)、化学稳定的3D打印结构，并拥有前所未有的(de)复杂性。”

 

    现在，研究人员面临的一个障碍是将实验的环境保持为无氧，因为在该过程中(zhong)使用的有机(ji)催化剂在氧存(cun)在下不能起作用。然而，该组(zu)测试可在有(you)氧环境下(xia)催化类似聚(ju)合的其它催化剂。

 

    通过合并聚合物科学和材料科学领域，麻省理(li)工学院的研究人员为高级(ji)3D打印打开了(le)几个(ge)令人兴(xing)奋的机会。