MIT前沿：光固化3D打印+活性聚合，改變化學(xué)結(jié)構(gòu),？

南極熊2017年1月16日訊,，世界著名高等學(xué)府美國麻省理工（MIT）的化學(xué)家們近日發(fā)明了一種新的3D打印技術(shù)，能改變打印對象的化學(xué)結(jié)構(gòu)/組成和多個3D打印對象之間的化學(xué)連接方式,，從而大大提高打印對象的復(fù)雜性,。

3D打印技術(shù)目前雖然已經(jīng)可以使用很多種材料了，但還是有所限制,，比如打印成品本質(zhì)上無法變化 — 雖然可通過打磨等后處理變得更光滑,，但化學(xué)結(jié)構(gòu)卻不能改變。而MIT的這項新技術(shù)正是為解決這個痛點開發(fā)的,。

據(jù)南極熊了解,，這項新技術(shù)是MIT的化學(xué)系助理教授Jeremiah Johnson與另兩位研究員Mao Chen和Yuwei Gu合作發(fā)明的，主要是通過結(jié)合光固化（SLA）這種常規(guī)3D打印技術(shù)與他們稱為“活性聚合”的技術(shù)實現(xiàn)將已經(jīng)打印的材料轉(zhuǎn)化為其它材料,，或是讓它繼續(xù)‘生長’,。

實際上早在2013年,，這幾位MIT學(xué)者就發(fā)現(xiàn)，紫外線可以破壞3D打印結(jié)構(gòu)的聚合物,，然后生成一種叫做“自由基”的活性分子,，而這種“自由基”可以與打印結(jié)構(gòu)周圍溶液中的新單體綁定，再與原始材料重新結(jié)合,�,！笆┘幼贤夤猓�這種鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)就會成長,，而停掉紫外光,，生長就會隨之停止停止。理論上,，這樣的過程是可以多次重復(fù)的,。”Johnson解釋說,。

但是,，控制這種自由基卻十分困難，還會對原始的3D打印材料造成損傷,。不過對此,，這支MIT團(tuán)隊已經(jīng)找到了解決方法，就是使用LED藍(lán)光,。因為3D打印常用的聚合物都包含有一種叫做TTC的化學(xué)基團(tuán),。這種基團(tuán)可以被有機(jī)催化劑激活，而能“打開”這種催化劑的正是LED藍(lán)光,。于是,，當(dāng)使用藍(lán)光照射時，這些TTC基團(tuán)便會隨著新單體的附著伸展開來,。而由于這些單體加入得很均勻,，材料便會得到新的屬性�,！坝纱�,，我們就可以控制宏觀材料，讓它按照我們想要的方式生長了,�,！盝ohnson說。

這種LED藍(lán)光法目前已經(jīng)可以改變3D打印結(jié)構(gòu)的許多屬性了,，比如剛性和疏水性,。而如果添加特定種類的單體，材料還能根據(jù)溫度變化膨脹或收縮。更棒的是,，通過將藍(lán)光照射到兩個3D打印物體的接合處,，MIT團(tuán)隊還實現(xiàn)了它們的相互融合�,！斑@可以用于創(chuàng)建體積巨大,、化學(xué)穩(wěn)定、并且結(jié)構(gòu)高度復(fù)雜的3D打印結(jié)構(gòu),�,！�

不過在研究過程中，這支MIT團(tuán)隊也遇到了一些問題,，比如這種化學(xué)變化必須在無氧環(huán)境下才能成功,，因為其中用到的有機(jī)催化劑會因為氧失活。為此,，他們正在尋找在有氧環(huán)境下也能起作用的催化劑,。

目前，MIT團(tuán)隊已經(jīng)將相關(guān)的研究論文發(fā)表到了最近一期的ACS Central Science上,。如果你對它感興趣,，可以向南極熊索要。

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《麻省理工正研發(fā)更先進(jìn)3D打印假手,，或可感知溫度與壓力》

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編譯自 3ders