新型3D打印技術(shù)可打印出微米級復雜顆粒結(jié)構(gòu)

近日，加州大學洛杉磯分校（UCLA）的一支生物工程團隊開發(fā)出了一種名為光學瞬態(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)絲寬度還小的復雜微觀對象，有望在生物醫(yī)學和各種工業(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）下卻從未實現(xiàn)過，這是因為從3D打印機擠出的材料液體太大了�，F(xiàn)在，使用一系列的微流體和光學技術(shù)，UCLA的科學家們終于制造出了整體尺寸在100-500微米之間，細節(jié)甚至可達10-15微米的微觀對象。

約500微米長的3D打印微粒

據(jù)中國3D打印專業(yè)媒體平臺南極熊了解，該研究論文已經(jīng)被發(fā)表在了《先進材料》雜志上，其作 — 來自UCLA Henry Samueli工程和應(yīng)用科學學院的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，另一種是針對該高聚物流的通過一系列小型柱狀結(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怎樣混合。

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

"我們知道形狀往往可以決定材料的功能，所以我們認為這種利用3D微粒進行按需制造的基本能力還有著相當巨大的潛能。這實在是令人非常興奮。”UCLA生物工程教授與該項目的首席研究員Di Carlo說表示。

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，到目前為止，他們已經(jīng)用該技術(shù)成功制造出了由有機材料組成的對象（可用于生物醫(yī)學應(yīng)用）以及可通過磁力精確控制運動的粒子（工業(yè)用）。

via 3ders