新型3D打印技術(shù)可打印出微米級(jí)復(fù)雜顆粒結(jié)構(gòu)

近日，加州大學(xué)洛杉磯分校（UCLA）的一支生物工程團(tuán)隊(duì)開發(fā)出了一種名為光學(xué)瞬態(tài)液體成型（Optical Transient Liquid Modeling）新型3D打印技術(shù)。該技術(shù)可通過(guò)照射圖案化的紫外光，利用液態(tài)光敏高聚物材料和一款自定義軟件制造出比人類的頭發(fā)絲寬度還小的復(fù)雜微觀對(duì)象，有望在生物醫(yī)學(xué)和各種工業(yè)領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。

盡管傳統(tǒng)的3D打印方法也可以創(chuàng)建出非常復(fù)雜的形狀和結(jié)構(gòu)，但在如此小的尺度（小于1毫米）下卻從未實(shí)現(xiàn)過(guò)，這是因?yàn)閺?D打印機(jī)擠出的材料液體太大了。現(xiàn)在，使用一系列的微流體和光學(xué)技術(shù)，UCLA的科學(xué)家們終于制造出了整體尺寸在100-500微米之間，細(xì)節(jié)甚至可達(dá)10-15微米的微觀對(duì)象。

約500微米長(zhǎng)的3D打印微粒

據(jù)中國(guó)3D打印專業(yè)媒體平臺(tái)南極熊了解，該研究論文已經(jīng)被發(fā)表在了《先進(jìn)材料》雜志上，其作 — 來(lái)自UCLA Henry Samueli工程和應(yīng)用科學(xué)學(xué)院的Chueh-Yu Wu，Keegan Owsley 和 Dino Di Carlo將他們的技術(shù)描述為“一種全新的制造方法 — 使用2D光圖案照射光敏高聚物前體流，使其沿著流動(dòng)軸成型。”其中的流體本質(zhì)上是兩種：一種是作為前驅(qū)材料的液體高聚物，另一種是針對(duì)該高聚物流的通過(guò)一系列小型柱狀結(jié)構(gòu)結(jié)合在一起的流體模。這些柱子的分布將決定兩種液體流會(huì)怎樣混合。

接下來(lái)，研究人員使用了CAD uFlow 軟件（可免費(fèi)下載）來(lái)預(yù)測(cè)改變柱狀結(jié)構(gòu)的位置和順序會(huì)引起怎樣的形狀變化。通過(guò)突然阻止材料的流動(dòng)，他們可以利用紫外光以預(yù)定義的圖案對(duì)前體流進(jìn)行切片。這意味著對(duì)象會(huì)被前體流首次成型，在被紫外光二次成型�！斑@就像是通過(guò)模具擠出面團(tuán)制作面條一樣。在這里，前一個(gè)模具是液態(tài)的，而后一個(gè)模具就是圖案化的紫外光。它會(huì)將材料切成片。”Chueh-Yu Wu解釋說(shuō)。

"我們知道形狀往往可以決定材料的功能，所以我們認(rèn)為這種利用3D微粒進(jìn)行按需制造的基本能力還有著相當(dāng)巨大的潛能。這實(shí)在是令人非常興奮�！盪CLA生物工程教授與該項(xiàng)目的首席研究員Di Carlo說(shuō)表示。

目前研究者們想到的一些可能的應(yīng)用包括定制可幫助組織再生的自組裝生物材料，或開發(fā)新型的具有獨(dú)特光反應(yīng)性能的涂料或涂層等。另外，研究者們也已經(jīng)確認(rèn)，到目前為止，他們已經(jīng)用該技術(shù)成功制造出了由有機(jī)材料組成的對(duì)象（可用于生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用）以及可通過(guò)磁力精確控制運(yùn)動(dòng)的粒子（工業(yè)用）。

via 3ders