3D打印材料新發(fā)現(xiàn) 融入化學(xué)活性物質(zhì)實(shí)現(xiàn)特殊功能

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3D打印材料很大程序上決定了3D打印出來(lái)的成品質(zhì)量，好的3D打印材料猶如你擁有了一筆鋒利的切菜菜，切菜又快又準(zhǔn)，還省力方便。而一般的3D打印材料嘛，就是一把不怎么鋒利的菜刀了，兩者對(duì)比下，我就不多說(shuō)了，聰明的你也能猜到。正是由于這個(gè)原因，所以科學(xué)家們每天都在研究出新的3D打印材料，盡可能做更多的嘗試，某3D打印材料替代物，3D打印合成材料等等。每天都需要N次嘗試，才能有最后的3D打印材料成果。先向科學(xué)家們致敬。今天要說(shuō)的是將化學(xué)活性物質(zhì)融入3D打印材料，以實(shí)現(xiàn)特殊功能，一起來(lái)看看具體情況。

近日，發(fā)表在《Science and Technology of Advanced Materials》雜志上的一篇有趣的研究論文顯示了如何通過(guò)一種化學(xué)的方式使3D打印對(duì)象獲得功能性。

這個(gè)說(shuō)法有點(diǎn)像抽象，其實(shí)它就像我們可能都見過(guò)的一些復(fù)合塑料線材，比如金屬線材或者木質(zhì)線材等。在這些產(chǎn)品中，人們把某些替代的、不可通過(guò)FDM技術(shù)打印的材料，諸如細(xì)金屬粉末或木質(zhì)顆粒與可打印的塑料如PLA等混合在一起，然后再拉成塑料線材。而用這些復(fù)合線材3D打印出來(lái)的對(duì)象也會(huì)保留這些輔助材料（金屬、木材）的部分功能。因此斌可以用這些材料打印出與這些復(fù)合長(zhǎng)絲印保留一定程度的功能的輔助材料。因此，你可以用這些材料打印出具有金屬光澤的或者具有木質(zhì)屬性的對(duì)象等。

實(shí)際上，這種方法已非常流行，有些愛好者和制造商甚至?xí)⒁恍┛此坪芷婀值牟牧希热缫印⒖Х壬踔猎孱惖忍砑拥剿芰暇€材里。不過(guò)這些材料都是靜態(tài)的，而且僅僅能夠提供一些強(qiáng)度、重量、質(zhì)地等方面的屬性。

而本文介紹的這項(xiàng)研究則走得更遠(yuǎn)一些，研究人員將活性化學(xué)物質(zhì)與可3D打印塑料混合在了一起。在實(shí)驗(yàn)中，他們將二氧化鈦與ABS塑料結(jié)合在一起，形成了一種新的可3D打印線材。

然后有趣的事情開始了。他們?cè)谡撐闹薪忉尫Q：

“與那些使用純聚合物打印的結(jié)構(gòu)相比，使用5到10%的納米復(fù)合材料打印出來(lái)的結(jié)構(gòu)顯示出較高的應(yīng)力斷裂點(diǎn)。而且打印材料中的二氧化鈦還能夠淬滅聚合物中固有的熒光性。此外，二氧化鈦還能夠光催化溶液狀態(tài)的羅丹明6G。這些實(shí)驗(yàn)顯示出用商業(yè)3D打印機(jī)打印出來(lái)的納米復(fù)合材料中的化學(xué)反應(yīng)，我們期望這些方法能夠?yàn)槟切で髮⒋呋{米粒子融入3D打印結(jié)構(gòu)中的人提供幫助。”

換句話說(shuō)，使用被注入了納米材料的復(fù)合材料打印出來(lái)的對(duì)象可以提供新的功能。研究人員們稱這類功能包括：催化、發(fā)光、導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性和儲(chǔ)氣功能等（僅舉幾例）。

而所有這些都是非常強(qiáng)大的功能，可以很容易與3D打印結(jié)合來(lái)創(chuàng)建出可以提供各種有趣功能的對(duì)象。例如，一種可以捕獲特定類型污染物的空氣濾清器；或者可以將一種液體變成另一種的轉(zhuǎn)化裝置等。

這也正是研究人員在實(shí)驗(yàn)中做的事情。據(jù)所知，二氧化鈦本身所具備的優(yōu)異性質(zhì)使其能夠從空氣、水和土壤中去除污染。

更妙的是，研究人員稱，制造這種復(fù)合線材的工藝并不是特別昂貴，所以我們很有可能會(huì)在不遠(yuǎn)的將來(lái)看到具備各種化學(xué)用途的特種3D打印線材出現(xiàn)。這篇論文的題目是《TiO2-ABS納米復(fù)合物組成的3D打印材料的化學(xué)、物理和機(jī)械屬性（The chemical, mechanical, and physical properties of 3D printed materials composed of TiO2-ABS nanocomposites）》

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