3D打印技術發展迅速，其在航天、醫學、建筑、電子等領域都有著很好的潛在應用價值。而所有與3D打印技術相關的材料也為我們帶來了無限新的可能，并有一天可能會塑造我們的世界。材料的偉大變革正在發生，你可以盡情想象！

    1.復合材料形狀記憶聚合物（4D打印）

    作為4D打印熱潮的一部分，麻省理工大學和新加坡科技設計大學（SUTD）的工程師在Nature雜志上發表了標題為Multimaterial 4D Printing with Tailorable Shape Memory Polymers（復合材料4D打印與可塑形狀記憶聚合物）的文章。他們對熱敏聚合物進行了研究。SMP（形狀記憶聚合物）可以在彎曲或暴露于極端的壓力的條件下，以不同的方式成形。其在環境刺激下（受熱）可以恢復原來的形狀。

    2.3D打印分子

    想象一下，一臺機器，幾乎可以構建用戶想要的分子甚至原子水平的任何東西。一組在伊利諾伊大學的化學家已經朝著這個方向在努力。在醫學博士Martin D. Burke的帶領下，該團隊已經研制出通過焊接預先做好的組件就能自動合成新的有機小分子的機器。這些組件可以以任何配置組裝。目前，已經存在兩百個這樣的組件。其結果是，這種機器有能力3D打印出數十億種不同的小分子有機化合物，它們隨后可作為新的藥物或其他用途進行測試。該打印機正在由REVOLUTION Medicines, Inc開發。

    3.3D打印導電材料

    隨著電子元器件進入3D領域，這個行業可能徹底改變其構建模塊。一個弗吉尼亞理工大學的研究小組，利用微型立體光刻技術（microstereolithography），由導電聚合物構建了毫米級的3D打印對象。這種導電聚合物是用離子性液體制備的。打印對象的特點是可小到25微米，這在涉及到人體細胞方面開啟了很多潛在的應用。事實上，這種技術可以讓工程師用來打印導電部件，甚至組織支架等。該小組計劃進一步開拓材料改變特性，如機械性能和導電性能的可能性。

    4.3D打印骨頭，組織和器官

    翰.霍普金斯大學的研究人員給出了一個成功3D打印骨骼的方法：在一些特殊的人造塑料中混合至少30％粉狀天然骨，并用3D打印機打印出所需的形狀。實際上，3D打印可用于為再生缺陷區域的信號組織-形成細胞打印支架或活細胞結構。通過綜合修復、重建和再生，3D打印技術擔負著根據需要和設計-驅動制造方案，為缺陷患者開發兼有美學和功能作用的個性化的治療方案的作用。

    至于組織和器官，威克森林再生醫學研究所的研究人員已經開發出一種專門設計的3D打印機，它已經打印了耳朵，骨骼和肌肉結構。綜合組織和器官打印系統（ITOP）儲存了形成組織“形狀”的可生物降解塑料類材料和包含細胞的水基凝膠。此外，還形成了較強的，臨時的外部結構。

    5.3D打印環保材料

    ABS塑料，大多采用FDM打印，是目前使用的最常見的塑料。然而，這是不完全環保的，而且其融化時會釋放有害氣體。Additive Elements，于慕尼黑創業，它一直致力于安全的生物基材料研究，并認為這是這個行業的未來。事實上，該公司正在開發一種材料，這樣一個人就能打印出一個對象，并且當完成它后，可以回收和使用它作為他們打算打印出的下一個部分的原料。該材料，就像他們說的，完全由惰性材料和食品級的原料組成。未印刷的粉末可完全回收，最終產物與其他廢物一起處理也將是無害的。

    6.碳納米管

    納米技術也可以被用來增強3D打印材料。碳納米管就是最好的例子，它已被3DXTech，Arevo Lab和 Avante Technology等多家公司用來有效增強聚合物纖維。其基本過程包括用碳納米管涂覆塑料纖維，然后使其經受微波作用。碳納米管，具有微波下能快速加熱的特性，而使用FDM的塑料沒有。這將使塑料纖維微微融化以更好地結合，并使成品對象強度更高。

    7.3D打印石墨

    因為被認為是世界上最薄，最強的和最靈活的材料，石墨烯被喻為是有潛力進行革命性3D打印一種神奇的材料。石墨烯是由排列成六邊形格子的單層碳原子組成的，它是熱和電的良導體。許多公司一直致力于將石墨烯用于3D打印行業。 Haydale石墨烯公司，是一家總部位于英國的石墨烯和納米材料制造商。該公司宣布了其推出的新型線型石墨烯增強PLA纖維的項目。其比傳統的PLA纖維的主要優勢是無論是強度和剛度都提高了，且有更好的抗沖擊性能。其他一些研究已經朝著引進3D打印石墨烯氣凝膠的輕質材料的道路進行。石墨氣凝膠比空氣輕7.5倍，而1立方米的重量僅有160克。使用石墨氣凝膠的儲存能量的新方法也已創造出來，其同時在傳感器，納米電子學，催化或分離方面亦有用處。

    8.3D打印硬質合金

    硬質合金是將碳化物的細顆粒用金屬粘合劑粘結到一個復合材料上的硬質材料。它通常用于在工業應用中，如工程組件，磨損部件和工具。Fraunhofer IKTS已經開發出用粘合劑噴射3D打印技術進行3D打印硬質合金用來制作極其堅硬的物體的方法。事實上，這些物體可以承受目前的生產時機器像磨或鉆的巨大力量。此外，復雜的物體也是可能的，如螺旋形的形狀或內部組件的冷卻隧道。

    9. 3D打印混凝土

    有些公司已致力于用混凝土建造房屋和其他類型的建筑的大型3D打印。據Research and Markets的一個研究，在一個名為《預測至2021年3D混凝土打印市場  》的出版物上，因為混凝土3D打印正在成為建設項目更可行的選擇，許多建筑公司正在并將使用混凝土3D打印。這些公司中走在前頭的是總部位于法國的 XtreeE。XtreeE正在開發一個全功能化的3D打印的系統。其中包括3D打印混凝土材料，一個能擠出材料的機器人和專門用于混凝土3D打印的軟件。為了開發其3D打印建設方案，XtreeE一直與一些伙伴緊密合作，它們中的一個是3D軟件公司Dassault Systèmes，他們已一起創建了一個3D打印館。

    10.食物

    食品已被用于3D打印領域相當長的一段時間，但其中3D打印意大利面的研究最多。Barilla致力于他們自己的3D打印意大利面已經相當長的一段時間了。然而，他們的3D打印機的工作原型最近才在2016年Parma的CIBUS國際食品展亮相。該打印機能夠在短短兩分鐘內依靠預先設置的意大利面墨盒，打印四種獨特的意大利面形狀。而且營養價值、質地和顏色可以控制。Barilla發現他們的意大利面為餐館和意大利面商店創建了美食食譜。