提高3D打印精度另辟蹊徑 使用光化學(xué)微反應(yīng)器完成

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3D打印精度一直是困擾3D打印研究/愛好者們的一個(gè)永恒性話題，只有把3D打印精度做到更高之后，出來(lái)的作品才能更精致，才能更容易實(shí)現(xiàn)一些細(xì)小件的打印，比如機(jī)械手表里面的某個(gè)零件類似。

無(wú)論是普通的打印機(jī)打印還是3D打印，精度都是一個(gè)老生常談的話題，精度涉及到最終打印出來(lái)的成品是否精細(xì)，畫面是否美觀，色彩是否明亮等等，而精度對(duì)于3D打印來(lái)說(shuō)更是尤其重要的指標(biāo)之一，因?yàn)橹挥芯仍礁撸罱K的打印件質(zhì)量才越高。但在這方面，即便最棒的噴嘴和材料也是有限制的。不過(guò)現(xiàn)在，邁阿密大學(xué)（UM）的一項(xiàng)研究將有望改變這種狀況 — 他們利用一種大規(guī)模的并行流通光化學(xué)微反應(yīng)器成功開發(fā)出了一種4D打印系統(tǒng)（注意，這里指的并非通常意義的4D打印，即可通過(guò)編程自動(dòng)變形的材料，），從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)聚合物材料3D打印的精確控制。

據(jù)了解，這項(xiàng)研究是由UM化學(xué)系的助理教授Adam Braunschweig領(lǐng)導(dǎo)的。其中的4D打印系統(tǒng)使用了面積僅有1平方厘米的并行尖端陣列和微流體，通過(guò)光化學(xué)聚合反應(yīng)成功在玻璃表面打印出了超精細(xì)的聚合物。這種方法的最大亮點(diǎn)在于沒(méi)有使用高能粒子束就實(shí)現(xiàn)了超快的速度和亞微米級(jí)的超高精度。

這種聚合反應(yīng)主要是由3種組分引發(fā)的：?jiǎn)误w、光引發(fā)劑和溶劑。實(shí)際發(fā)生時(shí)，它們會(huì)流入一個(gè)微流體單元。該單元安裝有上面所說(shuō)的尖端陣列，而這個(gè)陣列是由15000個(gè)間距僅有80微米的錐形聚甲基硅氧烷組成的。它們會(huì)將照射進(jìn)來(lái)的光線集中，然后照向微流體單元中的反應(yīng)物，促使聚合反應(yīng)發(fā)生。

在Braunschweig看來(lái)，這種新的打印技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)許多應(yīng)用，比如制造下一代微芯片、蛋白質(zhì)芯片、以及能對(duì)刺激做出反應(yīng)的表面，甚至最終重建出具有同樣復(fù)雜度和化學(xué)特性的生物界面，比如大面積的細(xì)胞表面。

目前，Braunschweig和他的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)將這項(xiàng)研究寫成了報(bào)告《利用大規(guī)模并行流通光化學(xué)反應(yīng)器實(shí)現(xiàn)的4D聚合物打印的優(yōu)化》，發(fā)表到了4月1日的《聚合物化學(xué)》雜志上。

邁阿密大學(xué)另辟蹊徑，成功使用光化學(xué)微反應(yīng)器完成3D打印精度大幅度提高的壯舉，實(shí)乃科學(xué)界幸事。

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