新3D列印方法可造出微米級物件
- 發佈時間：2015-12-08 01:30:54 來源：科技日報 責任編輯：羅伯特
科技日報北京12月7日電 （記者劉園園）據美國加州大學洛杉磯分校官網報道，該校亨利·薩穆埃利工程與應用科學學院的研究人員近日設計出一種新的3D列印方法，可以列印比人的頭髮絲還要細小的複雜微觀物體，或將在生物醫學等多個領域大有用武之地。這項研究成果發表在《先進材料》期刊網路版上。
目前最常見的3D列印方法是增材製造，它將液體材料從管口中一滴滴擠出來，在液體凝固的過程中新的液體層會繼續覆蓋到上面，直到物體列印完成。儘管增材製造等常見3D列印方法可以列印出形狀相當複雜的物體，但是由於材料的液滴較大，難以列印出尺度小于1毫米的物體。
為了列印出帶有褶皺、小孔等精確特徵的微小的定制化物體，該校研究人員研發出一種新的叫做“瞬態光學液體成型”的3D列印技術。這種技術使用了高分子材料流體和帶有圖案的紫外線光束，可以列印出微米尺度的物件。
這一技術首先將兩種不同的流體在一系列微小的柱狀物之間混合。其中一種液體是高分子液體聚合物，它是目標物體的前體材料，另外一種液體扮演了高分子液體聚合物的液體模具的角色。柱狀物用來控制混合流體的形狀，研究人員可以通過特殊軟體迅速改變柱狀物的位置和序列來決定下一步要列印的形狀。當流體材料停止注入時，帶有特殊圖案的紫外線光束會迅速切入流體材料，列印程式就完成了。
研究人員將這種3D列印方法的速度提高到約5秒鐘列印出1個物件。“它就像用麵條機做麵條一樣，先用模具把麵糰擠成麵條——這就是柱狀物模具的角色，然後再用另外一種模具把麵條切成段——這就是帶有圖案的紫外線光束的角色。”該研究的第一作者解釋説。
該團隊列印出的物體尺度在100微米（相當於0.1毫米）到500微米之間，並帶有10微米到15微米的微小特徵，他們還使用這種方法列印出了帶有特殊粒子而且粒子位置得以精確控制的物體。
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