普林斯顿大学开发创新3D打印技术 可生产成本低性能优异软塑料
时间：2025-01-01 11:00
小编：小世评选
近日，普林斯顿大学的工程师们宣布，他们成功开发出一种新型3D打印技术，这一创新能够有效地生产一种成本低廉且性能优异的软塑料材料。根据最新研究成果发表在《Advanced Functional Materials》期刊上的文章，这一技术的推出会对材料科学领域以及许多传统行业产生深远的影响。
这项技术的核心是利用一种被广泛使用的聚合物材料——热塑性弹性体（thermoplastic elastomers, TPE）。与一般的塑料相比，热塑性弹性体在加热时可变形，在冷却后再迅速恢复其原始状态。这一特性使其成为制造日常生活中众多产品的理想选择。通过精准控制打印路径，工程师们可以赋予这种软塑料材料与众不同的物理特性，例如在同一件产品的不同区域实现硬度和柔韧性的灵活结合，这在市场上是较为少见的。
研究团队的负责人戴维森（Davidson）表示：“我们的纳米结构设计允许我们精确地调整材料的各种性能，从而为产品设计提供了前所未有的自由度。”这一创新方法依赖于嵌段共聚物的微观结构，具体就是在柔性基质中嵌入直径仅为5-7纳米的刚性圆柱体。通过3D打印的技术，这些纳米结构不仅可以被有效地排列，还能实现不同方向上的特性变化，形成一种适应性极强的复合材料。
该技术的潜在应用范围非常广泛。这些软塑料材料可以用于生产可穿戴设备和生物医学设备，甚至在体育器材、电气绝缘材料等多个领域中也能够派上用场。研究人员指出，该材料的生产成本大幅降低，每克成本仅为约1美分（约0.073元人民币），而传统的高性能塑料通常需要支付每克2.5美元（约18.3元人民币）以上的价格，并且制造过程复杂，通过3D打印技术大大简化了生产流程。这一优势使得更多企业能够以相对较低的成本获得高质量的软塑料产品，从而有效提升竞争力。
普林斯顿大学的团队还设计了可轻松添加功能性成分的3D打印技术，使这些塑料材料在特定条件下实现特定性能。例如，材料可以在紫外线照射下发光，或者形成更为复杂的结构设计。这种灵活性为不同类型的市场需求提供了更多可能性，特别是在涉及高科技和个性化定制的领域中，体现得尤为明显。
研究人员计划进一步探索与可穿戴电子设备和生物医学设备兼容的新材料。他们希望通过这项技术的不断发展，推动3D打印在未来制造业中的广泛应用，助力新型智能产品的问世。例如，未来的医疗器械能够结合个性化定制，满足患者特定的需求，实现“量身定制”的医疗服务。
普林斯顿大学的这项创新3D打印技术的成功，不仅是材料科学研究的一次重要突破，也为降低生产成本、提升产品性能提供了新的思路。这一进展标志着在3D打印和材料科学相结合的领域中，科学家们所取得的一系列成果，期待未来能够更加激发各行各业的技术创新与发展。以低成本高性能的软塑料材料为基础，未来的制造业将迎来新的时代，项目的后续推广有望改变传统生产方式，为社会经济带来新的活力。
