迈阿密大学研发出控制3D打印过程中的聚合反应

日前，美国著名的迈阿密大学的科学家们发现了一种可以控制3D打印对象制定部位的化学成分以及3D位置，这对3D打印来说，又增加了一个新的纬度。

迈阿密大学科学家们设计的装置可以控制光聚合混合物的3D位置和单体成分

随着3D打印技术的不断发展，人们对其的认识也越来越深，克服当前3D打印的局限性成为目前行业首先面临的最大困难。如果估计不错的话，它们应该能够打印不同的聚合物并使他们聚合在一起，独立控制它们的位置，能够兼容精细的有机物和生物活性材料。

据了解，这支由Adam Braunschweig领导的迈阿密大学的研究团队设计出了这样的一个系统，该西通首次使用了基于溶液的模式反应（patterning reactions）。它结合了1平方厘米的平行尖端阵列、微流体和光化学聚合反应，使刷状聚合物在玻璃表面上生长。这个工艺只需要几个步骤，无需使用高能激光束就可以达到亚微米的分辨率。

另外，组成该聚合反应的几个部分--单体、光引发剂和溶剂--会流入拥有一个尖端阵列的微流控室。每个阵列大约有1.5万个聚二甲基硅氧烷的角锥状物以80微米的间隔排列，会使光线照到它们身上，这种光会启动反应，在下面的表面上制作刷状聚合物的图案。如果要用不同的化合物成分组成相邻的图案，只需移动这些尖端即可。然后再将新的单体溶液引入这些微流控室，并重复这一过程。

据Braunschweig称，尖端位置控制着打印对象细部的位置，光照射时间决定着聚合反应的程度，也就是对象高度，而单体标识决定着化学成分。

该项目的负责人Braunschweig认为，这种4D打印技术的发展潜力巨大，在基因芯片、蛋白质阵列和刺激相应面方面都有很好的应用前景。研究团队的最终目标是重新具有结构复杂性和化学性能的生物接口，比如大面积的细胞表面：“未来还需要走的路很长，但那是我们工作的动力。”

这篇研究论文被发表在《Polymer Chemistry》杂志上，其标题为《在一个大规模并行流入式光化学微反应器里进行的4D聚合物打印优化（Optimization of 4D polymer printing within a massively parallel flow-through photochemical microreactor）》。