近日，美國邁阿密大學(xué)的科學(xué)家們開發(fā)出一種方法可以控制3D打印對象指定部位的化學(xué)成分及其3D位置，可以說又為3D打印增加了一個維度。

邁阿密大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計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打印系統(tǒng)日益被主流社會所接受，能夠克服其當(dāng)前局限性的平臺也就顯得愈來愈意義重大。理想情況下，它們應(yīng)該能夠打印不同的聚合物并使其聚集在一起，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。

而由Adam Braunschweig領(lǐng)導(dǎo)的一支邁阿密大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)就設(shè)計出了這樣一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)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。這個工藝本身只需要幾個步驟，無需使用高能激光束就可以達(dá)到亞微米的分辨率。

據(jù)天工社了解，組成該聚合反應(yīng)的幾個部分——單體、光引發(fā)劑和溶劑——會流入擁有一個尖端陣列的微流控室。每個陣列大約有1.5萬個聚二甲基硅氧烷的角錐狀物以80微米的間隔排列，會使光線照到它們身上，這種光會啟動反應(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)這一過程。據(jù)稱，尖端位置控制著打印對象細(xì)部的位置，光照射時間決定著聚合反應(yīng)的程度，也就是對象高度，而單體標(biāo)識決定著化學(xué)成分。

Braunschweig認(rèn)為他們的這種4D打印技術(shù)潛力巨大，在基因芯片、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：“我們還有很長的路要走，但那是我們工作的動力。”

這項(xiàng)研究的論文標(biāo)題為《在一個大規(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）》，已經(jīng)被發(fā)表在了剛剛出版的《Polymer Chemistry》雜志上。