3D打印新维度：控制打印过程中的聚合反应
近日，美国迈阿密大学的科学家们开发出一种方法可以控制3D打印对象指定部位的化学成分及其3D位置，可以说又为3D打印增加了一个维度。
迈阿密大学研究团队设计的装置可以控制光聚合混合物的3D位置和单体成分
随着3D打印系统日益被主流社会所接受，能够克服其当前局限性的平台也就显得愈来愈意义重大。理想情况下，它们应该能够打印不同的聚合物并使其聚集在一起，独立控制它们的位置，能够兼容精细的有机物和生物活性材料。
而由Adam Braunschweig领导的一支迈阿密大学的研究团队就设计出了这样一种系统，该系统首次使用了基于溶液的模式反应（patterning reactions）。它结合了1平方厘米的平行尖端阵列、微流体和光化学聚合反应，使刷状聚合物在玻璃表面上生长。这个工艺本身只需要几个步骤，无需使用高能激光束就可以达到亚微米的分辨率。据中国3D打印网了解，组成该聚合反应的几个部分——单体、光引发剂和溶剂——会流入拥有一个尖端阵列的微流控室。每个阵列大约有1.5万个聚二甲基硅氧烷的角锥状物以80微米的间隔排列，会使光线照到它们身上，这种光会启动反应，在下面的表面上制作刷状聚合物的图案。如果要用不同的化合物成分组成相邻的图案，只需移动这些尖端即可。然后再将新的单体溶液引入这些微流控室，并重复这一过程。据称，尖端位置控制着打印对象细部的位置，光照射时间决定着聚合反应的程度，也就是对象高度，而单体标识决定着化学成分。
Braunschweig认为他们的这种4D打印技术潜力巨大，在基因芯片、蛋白质阵列和刺激相应面方面都有很好的应用前景。研究团队的最终目标是重新具有结构复杂性和化学性能的生物接口，比如大面积的细胞表面：“我们还有很长的路要走，但那是我们工作的动力。”
这项研究的论文标题为《在一个大规模并行流入式光化学微反应器里进行的4D聚合物打印优化（Optimization of 4D polymer printing within a massively parallel flow-through photochemical microreactor）》，已经被发表在了刚刚出版的《Polymer Chemistry》杂志上。
（编译自rsc.org）
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