最近國外科學(xué)家剛剛開發(fā)出了一種新方法，能夠通過3D打印技術(shù)制作出完全由液體組成的3D結(jié)構(gòu)，為那些需要柔性電路板鋪平了道路。美國能源部勞倫斯伯克利國家實(shí)驗(yàn)室的研究人員使用了一種改良型3D打印機(jī)，通過將水注入硅油，然后在一種液體之內(nèi)完成另一種液體的3D打印雕塑管道。

根據(jù)科學(xué)家們的預(yù)測(cè)，通過化學(xué)方法對(duì)管道和流動(dòng)的分子進(jìn)行調(diào)整，從而找到一種新方法來分離分子或精確地將納米尺度的建筑材料運(yùn)送到底層中。研究人員已經(jīng)打印出了直徑在10微米到1毫米之間的“水線”，并在不同的螺旋狀和分枝上形成了長達(dá)幾米的長度。根據(jù)發(fā)表在《先進(jìn)材料》雜志上的結(jié)果，這種材料可以與周圍環(huán)境互相適應(yīng)，并不斷改變形狀。

“這是一種新的材料類型，本身可以重新配置，具有被定制為液體反應(yīng)容器的潛力，并且有許多應(yīng)用前景，從化學(xué)合成、離子運(yùn)輸?shù)酱呋?rdquo;科學(xué)家在伯克利實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家湯姆·羅素表示。

這種材料的起源歸功于兩個(gè)方面：學(xué)習(xí)如何創(chuàng)建液體管在另一液體中形成形狀，然后自動(dòng)化這個(gè)過程。在第一步中，科學(xué)家們開發(fā)了一種方法，將一種特殊的納米粒子表面活性劑的水固定在水中，從而將水固定在合適的位置。

表面活性劑，本質(zhì)上就是肥皂，可以防止管分解成液體。他們的表面活性劑可以非常有效果的發(fā)揮作用，科學(xué)家稱之為納米級(jí)超級(jí)肥皂。這是通過將納米粒子分散成水和聚合物分配到油中實(shí)現(xiàn)。納米粒子和聚合物配體想要相互連接，但它們也想保持在各自的水和油介質(zhì)中。

在試驗(yàn)中，在將水注入油后不久，油中的數(shù)十個(gè)配體附著在水中的單個(gè)納米顆粒上，形成一個(gè)納米級(jí)的超級(jí)肥皂。這些超級(jí)肥皂會(huì)像玻璃一樣擠在一起，使油和水之間的界面也非常穩(wěn)定，并且鎖住液體結(jié)構(gòu)。“這種穩(wěn)定性意味著我們可以將水拉伸成管狀，而它仍然是一根管子?；蛘呶覀兛梢园阉茉斐梢粋€(gè)橢球面，它仍然是一個(gè)橢球。”羅素說。

“我們用這些納米級(jí)的超級(jí)肥皂來打印很大長度的水管。”研究人員隨后修改了一種現(xiàn)有的3D打印機(jī)，是將那些設(shè)計(jì)成打印塑料的部件移除，并用一個(gè)注射器泵和一根針將液體擠壓出來。

然后他們讓打印機(jī)把針插入到油基中，并在預(yù)定的模式中注入水。“我們可以從針管中擠出液體，并在三維空間中放置我們想要的任何地方狀態(tài)。”博士后研究員Joe Forth說。“我們也可以用外力將材料壓平，這樣就可以瞬間打破超級(jí)肥皂的穩(wěn)定性，改變水線的形狀，這種結(jié)構(gòu)具有很高的承重性。”他說。