使用微流體液滴系統調整3D列印的柔性材料

微流控技術的核心是圍繞行為，操縱和控制流體，使這些流體被限制在很小的範圍內。當處理亞毫米級的流體時，精確處理至關重要。

加利福尼亞大學戴維斯分校（UCDavis）的工程師團隊在《美國國家科學院院刊》上發表了一篇研究論文，該論文使用了基於液滴的新型微流體系統3D列印柔性材料。

研究團隊提出了一種使用液滴夾雜物在印刷點調製擠出油墨的方法，這種方法代表了適應微流體技術和開發下一代增材製造技術原理的持續趨勢。

3D列印既經濟又高效，不過很難用多種材料來製造具有最佳柔軟度的元件。加州大學戴維斯分校化學工程助理教授萬建迪意識到，典型的3D印表機噴嘴與學生在他的實驗室中研究的玻璃毛細管微流體裝置沒有什麼不同，玻璃毛細管微流體裝置具有相互放置的多個噴嘴。

大多數基於擠壓的3D印表機使用的都是非常簡單的噴嘴，開發的玻璃微流體技術可以將由聚乙二醇二丙烯酸酯（PEGDA）組成的水性溶液的液滴封裝在常見的有機矽中，基有機聚合物聚二甲基矽氧烷（PDMS）。該裝置使用多相滴注系統產生小的PEGDA液滴。

在這種情況下，PDMS在滴頭周圍流動，而PEGDA液滴被均勻地引入到有機矽基聚合物中。這樣，兩種材料將一起流到3D列印的任何結構上。

該系統可以靈活的調整3D列印結構，這在可穿戴技術、組織工程、軟機器人和生物列印等應用中可能非常有益。

微小的PEGDA液滴被PDMS材料包圍，一旦PEGDA擴散出去，PDMS就會化學軟化-從而產生更靈活的結構。還可以將其他化學物質封裝在液滴中，以使整個基質更加柔軟或更硬。

在他們的研究中，研究人員發現PEGDA液滴顯著改變了“區域性PDMS化學”，3D列印的構造物的彈性模量降低了85％。

透過改變液滴的流速和大小來調整結構的柔韌性，基於液滴的系統還可以製造出多孔的柔性元件。實際上可以就地改變“液滴的空間分佈”，以操縱機械特性，包括“含水和液態金屬液滴”。

透過分散鐵磁流體液滴在PDMS中賦予了磁性功能，合理設計和列印了基本的磁響應軟機器人執行器，以此作為基於液滴的策略的功能演示。

由於該系統使操作材料的靈活性變得非常容易，因此在3D列印微流體裝置方面，研究人員可以享受更多選擇。

白令三維認為這將開啟一個新的研究領域，將成熟的微流體技術應用於3D列印代表了新的發展方向。

閱讀到結尾的小夥伴，希望今天有關3D列印的知識可以帶給你新的認知。 要是想了解更多的3D列印知識，歡迎持續關注白令三維哦~