能改變3D打印對象化學結構的“活增材制造”技術
近日，麻省理工學院(MIT)的化學家們開發了一種新3D打印技術，該技術能改變一個3D打印對象的化學結構以及實現多個3D打印對象的化學融合。據他們說，該技術能大大增加3D打印對象的復雜度。
3D打印的局限之一是3D打印對象總體上是不可改變的，換句話說就是3D打印聚合物對象的化學結構是“死的”。令人興奮的是，麻省理工化學專家新開發的的3D打印技術改變了這一現狀，用該技術打印出的對象的化學結構是可以改變的，即使是在打印完成后。該技術還能讓多個3D打印對象融合在一起。
1月13日，麻省理工團隊的研究成果發表在了《ACS Central Science》上。“有了該技術，你可以先打印一種材料，然后用光將其變成別的東西或進一步增長它，”研究人員解釋說。這大大增加了3D打印對象的復雜性。
立體光刻技術是一種更加精確的3D打印技術，通過將其與活性聚合技術結合起來，MIT團隊可以讓3D打印材料停止生長，然后再讓其重新開始生長。
早在2013年，MIT研究人員發現，通過使用紫外線，他們可以拆分開3D打印結構中的聚合物，從而創造出被稱為“自由基”的活性分子。隨后，自由基可以綁定到3D打印對象周圍的溶液中的新單體上，并將這些新單體合并到原始材料中。“這樣的優勢是，你可以打開燈讓鏈接生長，燈關掉讓它們停止生長。原則上，你可以無限制地重復開燈與關燈，然后它們可以不斷地生長。”
不幸的是，試圖控制自由基被證明是非常困難的，同時還會對3D打印材料造成過度的損壞。幸運的是，MIT化學家找到了另外一樣東西：來自LED的藍色光。據了解，聚合物含有化學組TTC，被光打開的有機催化劑可活化這些TTC。當被LED的藍光照射到時，TTC會隨著新單體的附著而延展。由于這些單體是均勻加入的，它們為材料提供了新性能。“有了這種活的方法，我們可讓宏觀材料按照我們所設計的方式來成長，”研究人員說。
通過使用LED光技術，MIT研究人員發現他們可以改變3D打印結構的各種屬性，包括它們的剛度和疏水性。通過添加某種單體，化學家也能讓材料根據溫度而膨脹或收縮。更妙的是，通過照射連接區域，他們能化學融合兩個3D打印物體。研究人員說，這個特殊的工藝可用于創造具有前所未有的復雜度和化學穩定性的巨大3D打印結構。
研究人員面臨的一個障礙是要保持實驗環境的無氧性，因為在該過程中使用的有機催化劑在有氧環境下不起作用。現在，MIT團隊正在測試其他可在有氧環境下實現類似聚合的催化劑。
通過結合聚合物科學和材料科學，MIT研究人員為高級3D打印創造了令人的興奮的新可能性。
(責任編輯：admin)
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