IT之家 12 月 30 日消息，根據(jù) SciTechDaily 今日的報(bào)道，普林斯頓大學(xué)的工程師開發(fā)出一項(xiàng)創(chuàng)新性 3D 打印技術(shù)，可生產(chǎn)兼具可定制彈性、柔韌性和成本效益的軟塑料材料，并且這些材料還能被回收再利用 —— 這是市場上現(xiàn)有產(chǎn)品難以兼顧的特性。
最新研究發(fā)表在《Advanced Functional Materials》期刊上。團(tuán)隊(duì)使用了一種常見的聚合物材料 —— 熱塑性彈性體（thermoplastic elastomers）設(shè)計(jì)出具有可調(diào)節(jié)硬度的 3D 打印結(jié)構(gòu)。通過控制打印路徑，工程師能夠讓塑料在某些方向上保持堅(jiān)硬，同時(shí)在其他方向上靈活彎曲。
該技術(shù)的應(yīng)用前景廣泛，包括軟性機(jī)器人、醫(yī)療設(shè)備、假肢、高性能鞋底和輕量化頭盔等領(lǐng)域。
這種材料的獨(dú)特性能來自其微觀結(jié)構(gòu)。研究人員采用嵌段共聚物，其中直徑僅 5-7 納米的剛性圓柱體嵌入柔性基質(zhì)內(nèi)，并利用 3D 打印對這些納米結(jié)構(gòu)進(jìn)行定向排列，從而制造出方向性性能各異的材料。設(shè)計(jì)師可以通過調(diào)整結(jié)構(gòu)排列，在同一件物品的不同區(qū)域?qū)崿F(xiàn)硬度和柔韌性的靈活組合。
研究負(fù)責(zé)人戴維森指出：“這種納米結(jié)構(gòu)的可控性讓我們能夠精準(zhǔn)調(diào)整材料性能，為產(chǎn)品設(shè)計(jì)提供了更高自由度。”
團(tuán)隊(duì)選擇了一種熱塑性彈性體，這種材料可加熱熔化成型，冷卻后則變得堅(jiān)韌且有彈性。利用其特殊的分子排列特性，研究人員成功創(chuàng)造出剛?cè)峒鎮(zhèn)涞膹?fù)合材料，并通過打印速度和受控?cái)D壓進(jìn)一步優(yōu)化性能。
新技術(shù)不僅降低了生產(chǎn)成本，其每克僅約 1 美分（IT之家備注：當(dāng)前約 0.073 元人民幣），還能重復(fù)使用并自修復(fù)，相較于傳統(tǒng)每克 2.5 美元（當(dāng)前約 18.3 元人民幣）以上且需要復(fù)雜工藝的材料，具有顯著優(yōu)勢。此外，該技術(shù)還可輕松添加功能性成分，例如讓塑料在紫外線照射后發(fā)光或形成復(fù)雜的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
研究團(tuán)隊(duì)計(jì)劃進(jìn)一步開發(fā)與可穿戴電子設(shè)備和生物醫(yī)學(xué)設(shè)備兼容的新材料，推動(dòng)該技術(shù)在未來制造業(yè)中的廣泛應(yīng)用。
廣告聲明：文內(nèi)含有的對外跳轉(zhuǎn)鏈接（包括不限于超鏈接、二維碼、口令等形式），用于傳遞更多信息，節(jié)省甄選時(shí)間，結(jié)果僅供參考，IT之家所有文章均包含本聲明。