這項(xiàng)研究是由哈佛教授Jennifer A. Lewis領(lǐng)導(dǎo)的,，研究團(tuán)隊(duì)采用主動(dòng)混合和快速開關(guān)的噴嘴,，可以實(shí)現(xiàn)濃粘彈性油墨的打印以及在3D打印過程中同時(shí)控制幾何形狀和組成成份。使用這種方法,，所有流體并不是匯集在一個(gè)通道里,，而是每個(gè)流體都有一個(gè)單獨(dú)的入口進(jìn)入混合室，然后由葉輪以恒定的速度旋轉(zhuǎn),，使其在一種窄間隙中混合,。 Lewis教授被認(rèn)為是全球3D打印領(lǐng)域的技術(shù)權(quán)威，而且于2014年成立了多材料電子產(chǎn)品3D打印機(jī)公司Voxel8,，該公司一經(jīng)成立便相當(dāng)受追捧,，很快就獲得了1000多萬美元的風(fēng)險(xiǎn)投資，很顯然,，Lewis教授開發(fā)的這項(xiàng)技術(shù)與Voxel8公司的業(yè)務(wù)非常吻合,。而她此次設(shè)計(jì)的主動(dòng)混合技術(shù)是與哈佛Wyss研究所的博士后研究員Thomas Ober以及Daniele Foresti一起進(jìn)行的。
“被動(dòng)混合物并不能保證完全材料的完全混合,，特別是高粘度的油墨,。”O(jiān)ber說,，“我們開發(fā)了一個(gè)合理技術(shù)框架——并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了它,，我們設(shè)計(jì)的主動(dòng)微流體混合器,，可以搭配多種材質(zhì)�,！�
據(jù)了解,，這種主動(dòng)混合技術(shù)在3D打印過程中的應(yīng)用效果相當(dāng)是顯著。研究團(tuán)隊(duì)證明,，有機(jī)硅彈性體可以無縫打印成由軟質(zhì)和硬區(qū)域組成梯度結(jié)構(gòu)（這意味著在3D打印的可穿戴設(shè)備中,，柔性材料可以跟隨我們的身體和關(guān)節(jié)移動(dòng)，而剛性材料則用來容納電子元器件）,。而且,，這種技術(shù)也可以用來打印反應(yīng)性材料，以及可以按需混合導(dǎo)電和電阻性油墨,。
此前,，在打印過程中隨時(shí)混合材料僅僅是一個(gè)想法而已，但是現(xiàn)在,，Lewis教授的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)將其變成現(xiàn)實(shí)可行的技術(shù),。研究團(tuán)隊(duì)最近還設(shè)計(jì)了一個(gè)打印頭，可以在一個(gè)單一的噴嘴內(nèi)實(shí)現(xiàn)多個(gè)墨水之間的切換,，這樣就無需對齊多個(gè)噴嘴,，在打印過程中暫停油墨的流動(dòng)。
“總之,，這種主動(dòng)混合和切換打印頭是多材料3D打印研究領(lǐng)域中的一個(gè) 重大進(jìn)步,。”Lewis說,，“它可以實(shí)現(xiàn)在微觀水平上通過編程控制兩種材料的組成和結(jié)構(gòu),，這位通過設(shè)計(jì)創(chuàng)造材料開辟了新的途徑�,！�
這項(xiàng)研究發(fā)表了在了美國國家科學(xué)院學(xué)報(bào)（PNAS）：http://www.pnas.org/content/current上,。
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