3D打印高分子 制造低成本的機械傳感器

想象一下，如果能夠3D打印出可以對周圍的環(huán)境做出反應的分子，那將是什么樣一種情況？
近日，華盛頓大學的一個研究項目將定制化學（customchemistry）和3D打印結合在一起，創(chuàng)建了一個骨狀的塑料標簽，這種塑料標簽在拉伸狀態(tài)下會變成紫色，從而提供了一種簡單的方法來記錄物體受到的力。

“在華盛頓大學，這是一個期待已久的聯姻——3D打印屬于工程學，功能材料則屬于化學。”華盛頓大學化學助理教授AndrewJ.Boydston說。
華盛頓大學化學博士生GregoryPeterson和MichaelLarsen創(chuàng)造了一種聚合物，或者由許多重復單元串在一起組成的塑料，并將這種軟塑料用在了華盛頓大學化學實驗室的商業(yè)3D打印機上。
該3D打印機的一個打印頭含有聚己內酯，類似于我們常見的柔性3D打印線材。而另一個打印頭里含有的塑料有99.5％的組成與前者相同，但研究團隊在其中插入了一種分子——螺吡喃（螺吡喃），當它被拉伸時會改變顏色。

“我們希望證明，功能性化學可以很容易地整合到可3D打印的材料中。”Boydston說�！拔覀儼l(fā)現，定制化學能夠很容易地融入3D打印�！�
打印出來的標簽是一塊白色的塑料，它一受力就會出現隱約可見的紫色條紋。因此可以作為一種廉價的、機械的、不帶電子部件的傳感器。整個標簽3D打印花了大約15分鐘，打印成本不到1美元。
該傳感器可用于記錄建筑物或其他結構上受到的應力。此外，據南極熊3D打印網了解，Boydston還想開發(fā)一種可以記錄沖擊力的傳感器，該傳感器可用于橄欖球頭盔，當它受到足夠的撞擊力時會改變顏色。
該項目是由Boydston的研究團隊與華盛頓大學機械工程專業(yè)的MarkGanter和DuaneStorti最近合作的一部分。這兩位機械工程專業(yè)人員開發(fā)了新的3D打印材料和技術。

  研究人員可以通過不同的指令對3D打印機進行編程，使其打印出不同結構的塑料——比如把可變顏色的部分放在中間、或者被其它塑料完全包裹，或者其他任何期望的形狀等。
而Boydston則專門從事有機合成，或者，用他的話說：“就是用一些簡單、常見的分子組合成更為復雜的分子。”
Boydston將繼續(xù)與Ganter和Storti合作，規(guī)劃和創(chuàng)建更多融入了定制分子的3D打印對象。他說，將3D打印技術與定制化學結合起來，使打印材料具備了對周圍環(huán)境做出反應的能力，從而為定制化的醫(yī)療植入物和其他定制結構提供了新的可能性。
    “這絕對是我們要繼續(xù)深入的領域�！盉oydston說。

信息來源：高分子學科前沿