听说3D打印技术脱胎换骨了！

材料牛注：一直以来，3D打印技术制作的产品都是惰性的，如今科学家将二氧化钛纳米颗粒掺入到3D打印的聚合物中以后，打印出来的物品就具有了化学活性，展现出了前所未有的“灵性”。

（2017年1月19日，东京）纳米复合材料的引入使得3D打印的结构具有了化学活性，这一研究成果引起了社会媒体的极大关注，助力其摘得STAM 2016年度社媒影响计量学大奖的桂冠。

美国一所大学的研究人员Matthew Hartings认为：“人们（有时在私下里）热衷于享有控制力。我们喜欢设计、创建以及构建，而3D打印恰好满足了这种具有创造性的控制欲。我们正在开发的技术得以将第四个维度‘化学’添加到3D打印中。”

尽管3D打印已经成功吸引了众多关注，但是对于化学本身而言，这项技术仅仅能够生产用于辅助研究其它材料和结构的物品（像反应器皿），而并不能研究它们自身。Hartings解释说：“对一个化学家而言，只能打印物品是比较枯燥的，我希望3D打印出来的产品能够被用于研究化学性质。”

同国家标准与技术研究院以及美国食品和药物管理局的研究人员一起，Hartings证实3D打印的聚合物中掺入氧化钛纳米颗粒以后，不仅增强了结构的力学性能，还改善了其化学特性。先进材料科学与技术杂志报道的这个结果吸引了众多主流媒体和社会媒体的引用，这促使该项研究成果被授予2016年度社媒影响计量学大奖。对于Hartings来说，获得这一殊荣有着更深远的涵义，这意味着他们的研究正在超出学术界，越来越引起非专业人士的兴趣。

由于高分子材料固有的渗透性，因此将纳米颗粒嵌入3D打印的高分子复合材料是可行的。然而Hartings指出报道结果中所使用的高分子材料并不是最优选择，未来尚有很大的改善空间。

Hartings说：“我对3D打印的纳米复合材料能够储存和过滤气体非常感兴趣，开发新的捕获气体（如二氧化碳、氢气和甲烷）的方式将对环境和社会产生巨大的影响。”

背景介绍

3D打印描述的是一种生产过程，一般也可以被称为增量制造。3D打印第一次提出是在20世纪80年代，它描述的是通过打印一系列截面层获得三维物体的过程。随后世界各地的发明者都对这一技术的发展做出了贡献，这其中包括对立体平版印刷的文件格式的软件开发，同时，其硬件方面也得到了改进。现在这个词也指Hartings和他的同事所描述的印刷塑料挤出过程。

3D打印的结构中已经被播种了活细胞，这彰显出3D打印技术在组织工程学上具有巨大的发展潜力。但是直到现在，3D打印的结构都被化学家看做是没有活性的惰性物体。

二氧化钛是一种有晶体结构的半导体，其包含板钛矿、金红石和锐钛矿多种结构形式。它在紫外光照射下具有光催化作用，尤其是锐钛矿形式的二氧化钛。由于二氧化钛纳米颗粒的表面积增大，这使得二氧化钛的光催化性质得以加强。

尽管现在的3D印刷中嵌入了一种复合材料，但是聚合物宿主是具有渗透性的，它可以在氧化钛纳米颗粒和环境中的其它化学物质之间渗透。

3D打印中使用最广泛的的两种聚合物是聚乳酸和丙烯腈丁二烯苯乙烯。由于聚乳酸在在挤制加工过程中易发生分解，因此研究人员会选择使用丙烯腈丁二烯苯乙烯。研究人员注意到，考虑到3D打印结构未来在化学上的应用，其它的聚合物或许更适合作为宿主。

原文链接：Science and Technology of Advanced Materials research: Chemically active 3D prints win the 2016 Altmetrics Award.

本文由材料人编辑部月亮提供素材，刘婷编译，牛蕾审核，点我加入材料人编辑部。

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