USC新方法能借助3D打印導(dǎo)管大規(guī)模生產(chǎn)納米顆粒

納米顆粒是一種十分神奇的人工物質(zhì)：它的直徑通常只有人類頭發(fā)絲的十萬(wàn)分之一，表面積卻相對(duì)巨大 — 1mg體積1nm3的納米顆粒具有的表面積與1kg體積1mm3的普通顆粒相當(dāng)；它能輕松穿過(guò)細(xì)胞膜而不造成任何損傷。所以，這些特性令它具備了非常重要的科研價(jià)值，比如細(xì)胞再生和藥物遞送系統(tǒng)的研究。

但是非常遺憾，這種物質(zhì)目前的價(jià)格非常高昂。以金納米顆粒為例，按照當(dāng)前的市場(chǎng)價(jià)，僅僅1g就要8萬(wàn)美元，而1g普通金子才50美元而已。這主要是因?yàn)檫@種物質(zhì)通常只能由實(shí)驗(yàn)室制造，而且產(chǎn)量十分有限。不過(guò)現(xiàn)在，這個(gè)痛點(diǎn)將有望得到解決，因?yàn)槟霞又荽髮W(xué)（USC）一支由Noah Malmstadt教授領(lǐng)導(dǎo)的科研團(tuán)隊(duì)已經(jīng)找到了一種新的方法，不但能大大降低納米顆粒的制造成本，而且有望實(shí)現(xiàn)大量生產(chǎn)。在這種新方法中扮演重要角色的就是3D打印技術(shù)。

這種新方法的關(guān)鍵就是用250微米級(jí)的3D打印導(dǎo)管取代原先的傳統(tǒng)導(dǎo)管、燒杯等工具，在相對(duì)較快的速度下捕捉納米顆粒。這種尺度的導(dǎo)管傳統(tǒng)工藝很難做出，而3D打印技術(shù)卻能輕松實(shí)現(xiàn)。

據(jù)南極熊了解，這種微型3D打印導(dǎo)管是使用光固化（SLA）技術(shù)制做的，具有均勻的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。實(shí)際操作時(shí)，兩束非混合液體會(huì)從一端注入導(dǎo)管，然后從另一端流出。流出時(shí)它們會(huì)相互碰撞，形成微米級(jí)的小液滴，最后以一種可預(yù)測(cè)的方式轉(zhuǎn)化成納米顆粒。每一個(gè)這種3D打印導(dǎo)管都可生成數(shù)百萬(wàn)單位的小液滴。

事實(shí)上這種使用導(dǎo)管的方法在多年前就已經(jīng)出現(xiàn)了，不過(guò)當(dāng)時(shí)因?yàn)閷?dǎo)管尺寸和形狀的問(wèn)題，產(chǎn)生納米顆粒的效果并不好，而現(xiàn)在使用這種微米級(jí)的3D打印導(dǎo)管，效果就好了很多，因?yàn)樗鼈兊膸缀涡螤畈煌�，可以令液體分布得更均勻，從而減少堵塞，最終生成均勻性更好的納米顆粒。

除了文章開(kāi)頭所說(shuō)過(guò)的科研價(jià)值，這種納米顆粒還有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，就是在使用燒結(jié)技術(shù)加工時(shí)，比現(xiàn)在的大尺寸粉末顆粒需要的溫度更低，時(shí)間更短 — 這對(duì)于選擇性激光燒結(jié)（SLS）3D打印機(jī)來(lái)說(shuō)無(wú)疑是天大的好消息，因?yàn)橛昧诉@種納米顆粒粉末，SLS設(shè)備的成本和能耗就能降低，同時(shí)制造時(shí)間也能縮短。所以此次USC的突破性研究可謂意義十分重大。

延伸閱讀：《瑞士科學(xué)家3D打印金銀納米墻可制造更高性能觸摸屏》

via 3ders

这个对打印技术有很大的作用的