盘点近期3D打印行业的 “新”技术

纳米技术+3D打印=检测有毒液体

碳纳米管长期以来都是科学杂志上的头条新闻，就像3D打印一样。但是当两者都与正确的聚合物结合时，在这种情况下出现了一些特殊的情况：导电性增加，并且使得可以实时监测液体。

在知名的微纳米技术领域，机械工程师Daniel Therriault教授和他的团队对此进行了一个相关性的研究。这项研究的结果看起来像一块布；但是一旦液体与其接触，这块布能够识别其性质。在这种情况下，它是乙醇，但它可能是另一种液体。这种方法对于使用无数有毒液体的重工业来说是一个了不起的优势。事实上，一家美国公司已经将这种可印刷的材料商业化，它是高导电性的，并具有各种潜在的应用。

据了解，在蒙特利尔理工学院进行的研究是3D打印机使用领域的先锋。近来，所有制造业，无论是航空航天、机器人或医学等，都对这一技术有所了解。

这其中有几个原因。首先，部件的轻便性，因为塑料代替了金属。其次，在微观层面上有精确的工作，就像这里的情况一样。最后，使用可在室温下使用的纳米复合长丝，可以获得接近一些金属的电导率。当然，由于细丝的几何形状可以改变，因此可以校准测量，使得可以读取待监测的液体的各种电特征。

借3D打印油墨研发出可生长活细胞

近日，哈佛大学的研究人员利用自然界的资源来3D打印出了可在水中独立移动的物体。据悉，研究人员通过使用吸湿墨水来吸收水分，将3D打印推向4D领域。这种墨水生成的物体可以模仿花朵、花瓣、叶子的形状，并进行运动和产生应激反应。

据了解，这一研究是由哈佛大学威斯生物灵感工程研究所的HansjrgWyss教授Jennifer A. Lewis教授和研究助理A. Sydney Gladman共同完成的。在研究中，吸湿性墨水的选择对最后的成功起着至关重要的作用。研究人员针对油墨进行一系列实验，包括可逆的形状变化，光和pH水平反应。同时，研究人员还研究了具有生物相容性和导电性的材料，并通过引入热可逆单体证明了该系统的温度可逆性。

除此之外，Lewis教授的实验室设立了3D打印机，使用G代码编程在大约10分钟内打印架构。 “通过改变3D打印路径，我们能够创建各种形状变化的架构，”Gladman说。3D打印油墨是嵌入有刚性纤维素原纤维的水凝胶，通过将细小的纤维素放在3D打印床上，就产生了足够的空间扩张来将其浸入水中，这使科学家可以控制形状的变化。

可创建3D打印支架组织的LDM新技术

近期，台湾的一组研究人员开发了一种使用称为冷冻形式的新方法（也称为低温沉积制造）来制造支架。

据了解，3D打印组织支架的最常见的方法是SLS、SLA和FDM，每个都有它们的缺点。研究人员指出，SLS在可以使用的材料方面受到限制，而对于SLA，树脂材料中的光引发剂会留下残留物或副产物，其对嵌入支架中的细胞具有毒性作用。用FDM技术制造的支架具有优异的机械性能，但它们需要高温，并且当它们冷却时趋于收缩和变形。为规避由于FDM的操作温度过高而影响生物分子掺入支架的问题，研究团队开发了称之为“伪FDM”的技术，也称为低温沉积建模（LDM）。

LDM的优点是许多的，使用该技术制作的支架可以是大孔和微孔的，并且生物分子或生物活性化合物可以在构建过程中掺入。聚合物的分子量几乎不受该方法的影响，并且该技术适用于多种合成或天然大分子材料，例如壳聚糖、藻酸盐、PLA、聚乙醇酸（PGA），PCL、PLGA和聚氨酯。LDM方法涉及将液体转变为固体，这就是为什么它被称为冷冻形式方法（FFM），或者是冷冻形式的添加剂制造系统（FFAMS）。

而对于FFM过程中创建低温环境有几种不同的方法，但是它们各自也有它们的缺点。因此，研究团队决定开发一种创造低温环境的新方法，这将产生一个紧凑、实用的FFAM机器。为此，他们首先设计了一个使用四个冷却板来形成的外壳或“冷却区域”的均匀低温装置（UCD）。设计成使其能够在冷却区域内上下移动的工作板，同时也是放置在内部作为可以在其上进行沉积材料的构造板。在每一层沉积之后，将板降低，使得下一层可以在与前一层完全相同的高度处沉积，从而确保一致的温度。

总体而言，研究人员的研究产生了具有高潜力的柔性支架，用于将来在组织工程和软组织修复中应用。虽然研究集中于具有如管和正方形等简单形状的支架的生产，他们打算在未来继续他们的研究，以开发复杂的支架模拟生物系统，以及更大、更高的支架，用于创建软骨组织，如鼻子、耳朵和气管。