盤點近期3D打印行業的 “新”技術(2)
納米技術+3D打印=檢測有毒液體
碳納米管長期以來都是科學雜志上的頭條新聞，就像3D打印一樣。但是當兩者都與正確的聚合物結合時，在這種情況下出現了一些特殊的情況：導電性增加，并且使得可以實時監測液體。
在知名的微納米技術領域，機械工程師Daniel Therriault教授和他的團隊對此進行了一個相關性的研究。這項研究的結果看起來像一塊布；但是一旦液體與其接觸，這塊布能夠識別其性質。在這種情況下，它是乙醇，但它可能是另一種液體。這種方法對于使用無數有毒液體的重工業來說是一個了不起的優勢。事實上，一家美國公司已經將這種可印刷的材料商業化，它是高導電性的，并具有各種潛在的應用。
據了解，在蒙特利爾理工學院進行的研究是3D打印機使用領域的先鋒。近來，所有制造業，無論是航空航天、機器人或醫學等，都對這一技術有所了解。
這其中有幾個原因。首先，部件的輕便性，因為塑料代替了金屬。其次，在微觀層面上有精確的工作，就像這里的情況一樣。最后，使用可在室溫下使用的納米復合長絲，可以獲得接近一些金屬的電導率。當然，由于細絲的幾何形狀可以改變，因此可以校準測量，使得可以讀取待監測的液體的各種電特征。
借3D打印油墨研發出可生長活細胞
近日，哈佛大學的研究人員利用自然界的資源來3D打印出了可在水中獨立移動的物體。據悉，研究人員通過使用吸濕墨水來吸收水分，將3D打印推向4D領域。這種墨水生成的物體可以模仿花朵、花瓣、葉子的形狀，并進行運動和產生應激反應。
據了解，這一研究是由哈佛大學威斯生物靈感工程研究所的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，吸濕性墨水的選擇對最后的成功起著至關重要的作用。研究人員針對油墨進行一系列實驗，包括可逆的形狀變化，光和pH水平反應。同時，研究人員還研究了具有生物相容性和導電性的材料，并通過引入熱可逆單體證明了該系統的溫度可逆性。
除此之外，Lewis教授的實驗室設立了3D打印機，使用G代碼編程在大約10分鐘內打印架構。 “通過改變3D打印路徑，我們能夠創建各種形狀變化的架構，”Gladman說。3D打印油墨是嵌入有剛性纖維素原纖維的水凝膠，通過將細小的纖維素放在3D打印床上，就產生了足夠的空間擴張來將其浸入水中，這使科學家可以控制形狀的變化。
可創建3D打印支架組織的LDM新技術
近期，臺灣的一組研究人員開發了一種使用稱為冷凍形式的新方法（也稱為低溫沉積制造）來制造支架。
據了解，3D打印組織支架的最常見的方法是SLS、SLA和FDM，每個都有它們的缺點。研究人員指出，SLS在可以使用的材料方面受到限制，而對于SLA，樹脂材料中的光引發劑會留下殘留物或副產物，其對嵌入支架中的細胞具有毒性作用。用FDM技術制造的支架具有優異的機械性能，但它們需要高溫，并且當它們冷卻時趨于收縮和變形。為規避由于FDM的操作溫度過高而影響生物分子摻入支架的問題，研究團隊開發了稱之為“偽FDM”的技術，也稱為低溫沉積建模（LDM）。
LDM的優點是許多的，使用該技術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構建過程中摻入。聚合物的分子量幾乎不受該方法的影響，并且該技術適用于多種合成或天然大分子材料，例如殼聚糖、藻酸鹽、PLA、聚乙醇酸（PGA），PCL、PLGA和聚氨酯。LDM方法涉及將液體轉變為固體，這就是為什么它被稱為冷凍形式方法（FFM），或者是冷凍形式的添加劑制造系統（FFAMS）。
而對于FFM過程中創建低溫環境有幾種不同的方法，但是它們各自也有它們的缺點。因此，研究團隊決定開發一種創造低溫環境的新方法，這將產生一個緊湊、實用的FFAM機器。為此，他們首先設計了一個使用四個冷卻板來形成的外殼或“冷卻區域”的均勻低溫裝置（UCD）。設計成使其能夠在冷卻區域內上下移動的工作板，同時也是放置在內部作為可以在其上進行沉積材料的構造板。在每一層沉積之后，將板降低，使得下一層可以在與前一層完全相同的高度處沉積，從而確保一致的溫度。
總體而言，研究人員的研究產生了具有高潛力的柔性支架，用于將來在組織工程和軟組織修復中應用。雖然研究集中于具有如管和正方形等簡單形狀的支架的生產，他們打算在未來繼續他們的研究，以開發復雜的支架模擬生物系統，以及更大、更高的支架，用于創建軟骨組織，如鼻子、耳朵和氣管。
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