新型3D打印技术可打印出微米级复杂颗粒结构

近日，加州大学洛杉矶分校（UCLA）的一支生物工程团队开发出了一种名为光学瞬态液体成型（Optical Transient Liquid Modeling）新型3D打印技术。该技术可通过照射图案化的紫外光，利用液态光敏高聚物材料和一款自定义软件制造出比人类的头发丝宽度还小的复杂微观对象，有望在生物医学和各种工业领域发挥重要作用。

尽管传统的3D打印方法也可以创建出非常复杂的形状和结构，但在如此小的尺度（小于1毫米）下却从未实现过，这是因为从3D打印机挤出的材料液体太大了。现在，使用一系列的微流体和光学技术，UCLA的科学家们终于制造出了整体尺寸在100-500微米之间，细节甚至可达10-15微米的微观对象。

约500微米长的3D打印微粒

据中国3D打印专业媒体平台南极熊了解，该研究论文已经被发表在了《先进材料》杂志上，其作 — 来自UCLA Henry Samueli工程和应用科学学院的Chueh-Yu Wu，Keegan Owsley 和 Dino Di Carlo将他们的技术描述为“一种全新的制造方法 — 使用2D光图案照射光敏高聚物前体流，使其沿着流动轴成型。”其中的流体本质上是两种：一种是作为前驱材料的液体高聚物，另一种是针对该高聚物流的通过一系列小型柱状结构结合在一起的流体模。这些柱子的分布将决定两种液体流会怎样混合。

接下来，研究人员使用了CAD uFlow 软件（可免费下载）来预测改变柱状结构的位置和顺序会引起怎样的形状变化。通过突然阻止材料的流动，他们可以利用紫外光以预定义的图案对前体流进行切片。这意味着对象会被前体流首次成型，在被紫外光二次成型。“这就像是通过模具挤出面团制作面条一样。在这里，前一个模具是液态的，而后一个模具就是图案化的紫外光。它会将材料切成片。”Chueh-Yu Wu解释说。

"我们知道形状往往可以决定材料的功能，所以我们认为这种利用3D微粒进行按需制造的基本能力还有着相当巨大的潜能。这实在是令人非常兴奋。”UCLA生物工程教授与该项目的首席研究员Di Carlo说表示。

目前研究者们想到的一些可能的应用包括定制可帮助组织再生的自组装生物材料，或开发新型的具有独特光反应性能的涂料或涂层等。另外，研究者们也已经确认，到目前为止，他们已经用该技术成功制造出了由有机材料组成的对象（可用于生物医学应用）以及可通过磁力精确控制运动的粒子（工业用）。

via 3ders