2018年4月6日，南極熊獲悉，達特茅斯學院的研究人員最近在開發新的3D打印材料取得了顯著的突破。 開發出一種創新的“智能墨水”，3D打印出的物體形狀和顏色隨著時間的推移會發生改變。這一過程通常被稱為4D打印，下一代增材制造，可以在生物醫學和能源行業等領域有各種應用。

    “這項技術為3D打印的物體帶來了生機，”達特茅斯大學化學助理教授陳峰科說。 “雖然許多3D打印結構只是不能反映材料分子性質的形狀，但這些油墨將功能分子帶到了3D打印領域，現在我們可以打印各種用途的智能對象。”

    這個開創性的項目試圖找到一種方法來提供對3D打印物體分子結構的更高級別的控制。 這樣做的好處是巨大的，使設計能力大大增加。

    該墨水是基于聚合物的“載體”創建的，該載體可以將智能分子系統整合到打印凝膠中。這允許將它們的功能從納米級轉換到宏觀級，3D打印之后不再硬化，材料會進一步發生化學反應，將活性分子成分鎖定在一起并引發轉化。例如，通過熒光跟蹤器，可以使物體響應于諸如光的外部刺激而改變顏色。

    這些3D打印的“4D”物體可以反復膨脹和收縮。這種收縮可以用來將3D打印物體的尺寸減少100倍，提供10倍的分辨率。這意味著使用達特茅斯團隊的墨水可以將普通打印機的功能擴展到更復雜的打印機的水平，使其能夠以更高的分辨率進行打印，而無需更改其操作，因為墨水預先編程轉化為對象的能力。

    “這個過程可以使用1000美元的打印機來替代前需要10萬美元的打印機，這項技術具有可擴展性，適應性強，可以顯著降低成本。”

    盡管距離能夠動態適應環境并改變其配置的全功能智能3D系統還有一段時間，但這種新型智能墨水的開發已經具有一定的潛在用途。 目前設想改進的精密過濾器和存儲裝置的制造，是可以從打印后控制結構轉換的能力中受益的。

    該團隊總結了該項目及其未來潛力，他表示：“我們相信這種新方法將啟動基于小分子的3D打印材料的開發，并極大地加速智能材料和器件的開發。”

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責任編輯：殷鵬飛

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