液体3D打印：伯克利科学家利用水和油创建全液态3D结构

2018年3月28日，南极熊获悉，来自美国能源部劳伦斯伯克利国家实验室的科学家小组，设计出了一种能够制造完全液态结构的3D打印方法。 该技术使用特殊的3D打印机将“水线”沉积到硅油基底中，并可用于构建液体电子和化学合成。

如今，3D打印已经不仅仅是用沉积塑料层来打印一个花瓶这么简单了，正如伯克利实验室的科学家所表明的那样，该技术甚至延伸到完全由液体制成的打印结构。

也就是说，通过将细水线打印到硅油物质中，他们已经证明了在另一种液体内3D打印液体管结构的能力。 在研究的这个阶段，科学家们已经打印出直径在10微米和1毫米之间的水线，并且创造了许多不同的结构类型，包括长达几米的复杂螺旋形和分枝形图案。

伯克利实验室客座科学家Tom Russell解释说，3D打印液体结构甚至能够改变其形状并适应周围环境。

图片：伯克利实验室

与许多科学家合作实现该项目的Russell认为，液体3D打印技术可用于液体电子器件（柔性，可拉伸器件）以及化学合成。

对于后者，科学家们解释说，打印的管可以进行“化学调整”并使分子流过它们，这可以提供一种新的方法来分离分子或将“纳米级构建模块”提供给化合物。

为了将液体打印到液体中而不会混为一体，科学家们必须提出一些创新解决方案。 其中之一是水管被涂覆在纳米粒子衍生的表面活性剂中，使得它们保持其形状并防止它们分散成液滴。

所谓的“纳米粒子超滤”是通过将金纳米粒子加入水中并将聚合物配体加入油中而制成的。 当两种液体接触时，金纳米粒子和聚合物配体试图彼此附着，但油和水保持分离。

当水物质实际沉积到油基中时，油中的配体附着到水中的各个纳米颗粒上，最终形成纳米颗粒超滤层。 其结果是在油和水之间的玻璃状稳定层将水线保持在位。


“这种稳定性意味着我们可以将水拉伸成管，而且它仍然是一个管，”罗素补充说。 “或者我们可以将水塑造成一个椭球体，并且它仍然是一个椭球体。我们已经使用这些纳米颗粒超级胶印来打印持续数月的水管。“

为了实现新型液体打印工艺的自动化，研究人员通过安装注射泵和液体挤出针来修改现成的3D打印机。 3D打印机然后被专门编程以将针插入油基并且以由3D模型确定的模式注入水。

“我们可以从针头中挤出液体，并在三维空间中放置任何我们想要的水，”Forth解释说。 “我们也可以用外力平衡材料，这会瞬间破坏杯的稳定性并改变水线的形状。这些结构是无限可重构的。“

创新的3D打印研究由能源部科学办公室资助，最近发表在“ Advanced Materials”杂志上。


https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.201707603

编译自：3ders