由水凝胶组成的3d打印物体(G1)打印后可以改变尺寸(陈峰珂)
来自新罕布什尔州达特茅斯学院的这项创新有望为3D打印增加更多功能，并为新一代打印材料铺平道路。
据称，改变形状的智能打印技术(或称4D打印)的进步，为打印精密零件提供了一种低成本的替代方案。
“这项技术赋予了3d打印物体生命，”达特茅斯大学(Dartmouth)化学助理教授柯晨峰(Chenfeng Ke)说。“虽然许多3D打印结构只是形状，不能反映材料的分子特性，但这些油墨为3D打印世界带来了功能分子。我们现在可以打印各种用途的智能物体。”
许多3D打印协议依赖于光固化树脂，导致具有刚性但随机分子结构的硬塑料物体。根据达特茅斯学院的说法，新工艺允许设计师在材料中保留特定的分子排列和功能，并将这些结构转换为3D打印使用。
通过在印前和印后过程中结合使用新技术，研究人员能够将打印对象缩小到原始尺寸的1%，并将分辨率提高到原来的10倍。它进一步声称，3D打印的物体可以通过使用超分子柱来反复膨胀和收缩尺寸。有了荧光跟踪器，物体可以根据外部刺激(如光)改变颜色。
在打印后减小物体尺寸，同时保留功能特征和提高分辨率的能力，使廉价的打印机能够打印高分辨率的物体，而这些物体曾经只有更复杂的打印机才能打印出来。
根据研究，这篇论文被选为VIP论文《应用化学》在美国，这种智能墨水可以以粗略的300微米分辨率打印，但最终产品的线条宽度将精细得多，达到30微米。
柯说:“这个过程可以用一台1000美元的打印机打印出过去需要10万美元打印机的东西。”“这项技术可扩展，适应性强，可以显著降低成本。”
为了制造智能墨水，研究人员使用了一种基于聚合物的载体，该载体将智能分子系统集成到打印凝胶中，并允许其功能从纳米尺度转换到宏观尺度。
虽然大多数材料在3D打印过程中很容易硬化，但新工艺引入了一系列打印后反应，将活性成分锁定在一起，并在整个打印过程中保持分子结构的形式。
结果是一个具有分子设计的打印物体，可以根据施加在它身上的刺激来改变自己。
柯说:“我们不仅可以3D打印物体，我们还可以告诉这些物体中的分子在打印后以肉眼可见的水平重新排列自己。”“这一发展可能会释放出智能材料发展的巨大潜力。”
虽然距离可以动态改变其配置的智能3D系统还有一段距离，但该技术可用于打印精密过滤器和存储设备。随着时间的推移，研究人员预计这一过程可能会产生一类新的宏观3D打印物体，可用于输送药物或生产高分辨率的骨替代品。
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