日前，美國(guó)著名的邁阿密大學(xué)的科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了一種可以控制3D打印對(duì)象制定部位的化學(xué)成分以及3D位置，這對(duì)3D打印來(lái)說(shuō)，又增加了一個(gè)新的緯度。

邁阿密大學(xué)科學(xué)家們?cè)O(shè)計(jì)的裝置可以控制光聚合混合物的3D位置和單體成分

隨著3D打印技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對(duì)其的認(rèn)識(shí)也越來(lái)越深，克服當(dāng)前3D打印的局限性成為目前行業(yè)首先面臨的最大困難。如果估計(jì)不錯(cuò)的話，它們應(yīng)該能夠打印不同的聚合物并使他們聚合在一起，獨(dú)立控制它們的位置，能夠兼容精細(xì)的有機(jī)物和生物活性材料。

據(jù)了解，這支由Adam Braunschweig領(lǐng)導(dǎo)的邁阿密大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)出了這樣的一個(gè)系統(tǒng)，該西通首次使用了基于溶液的模式反應(yīng)（patterning reactions）。它結(jié)合了1平方厘米的平行尖端陣列、微流體和光化學(xué)聚合反應(yīng)，使刷狀聚合物在玻璃表面上生長(zhǎng)。這個(gè)工藝只需要幾個(gè)步驟，無(wú)需使用高能激光束就可以達(dá)到亞微米的分辨率。

另外，組成該聚合反應(yīng)的幾個(gè)部分--單體、光引發(fā)劑和溶劑--會(huì)流入擁有一個(gè)尖端陣列的微流控室。每個(gè)陣列大約有1.5萬(wàn)個(gè)聚二甲基硅氧烷的角錐狀物以80微米的間隔排列，會(huì)使光線照到它們身上，這種光會(huì)啟動(dòng)反應(yīng)，在下面的表面上制作刷狀聚合物的圖案。如果要用不同的化合物成分組成相鄰的圖案，只需移動(dòng)這些尖端即可。然后再將新的單體溶液引入這些微流控室，并重復(fù)這一過(guò)程。

據(jù)Braunschweig稱，尖端位置控制著打印對(duì)象細(xì)部的位置，光照射時(shí)間決定著聚合反應(yīng)的程度，也就是對(duì)象高度，而單體標(biāo)識(shí)決定著化學(xué)成分。

該項(xiàng)目的負(fù)責(zé)人Braunschweig認(rèn)為，這種4D打印技術(shù)的發(fā)展?jié)摿薮螅诨蛐酒?、蛋白質(zhì)陣列和刺激相應(yīng)面方面都有很好的應(yīng)用前景。研究團(tuán)隊(duì)的最終目標(biāo)是重新具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜性和化學(xué)性能的生物接口，比如大面積的細(xì)胞表面：“未來(lái)還需要走的路很長(zhǎng)，但那是我們工作的動(dòng)力。”

這篇研究論文被發(fā)表在《Polymer Chemistry》雜志上，其標(biāo)題為《在一個(gè)大規(guī)模并行流入式光化學(xué)微反應(yīng)器里進(jìn)行的4D聚合物打印優(yōu)化（Optimization of 4D polymer printing within a massively parallel flow-through photochemical microreactor）》。