近日，中山大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院副教授郭雙壯團(tuán)隊(duì)制備了具有光敏活性的可打印結(jié)構(gòu)色墨水，結(jié)合實(shí)驗(yàn)室自建的高精度多材料直寫(xiě)打印系統(tǒng)，成功實(shí)現(xiàn)了多彩結(jié)構(gòu)色的溶劑揮發(fā)墨水直寫(xiě)打印。相關(guān)成果發(fā)表于Small。

“該研究實(shí)現(xiàn)的打印策略能在大范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)對(duì)打印分辨率的精準(zhǔn)控制與復(fù)雜圖案的高精度打印，并能夠靈活地與多種可打印功能材料體系集成?！闭撐牡谝蛔髡?、中山大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院2020級(jí)碩士研究生畢燃表示，未來(lái)可在仿生機(jī)器人、信息存儲(chǔ)、柔性傳感和信號(hào)檢測(cè)方面得到應(yīng)用。

據(jù)悉，郭雙壯團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地將結(jié)構(gòu)色材料集成至仿生機(jī)器人的制造中，在傳統(tǒng)磁控柔性機(jī)器人表面打印結(jié)構(gòu)色涂層，制備了一系列具有仿生結(jié)構(gòu)色外觀(guān)及無(wú)束縛變形能力的多維度仿生蝴蝶，展現(xiàn)了這種結(jié)構(gòu)色材料3D打印策略在仿生機(jī)器人及其他需要先進(jìn)表面著色方式的系統(tǒng)中的應(yīng)用前景。

該研究以向列相液晶RM 267、手性摻雜劑LC 756和擴(kuò)鏈劑EDDET為原料通過(guò)邁克爾加成反應(yīng)制備了具有光敏活性的膽甾相液晶彈性體低聚物，并添加二氯甲烷作為稀釋劑制備了可打印墨水。通過(guò)探究墨水直寫(xiě)打印過(guò)程中打印速度、打印壓力及針頭直徑對(duì)打印墨水細(xì)絲直徑的影響，構(gòu)建數(shù)學(xué)關(guān)系，實(shí)現(xiàn)了在大范圍內(nèi)（52.54~436.27 μm）對(duì)打印分辨率的高度控制。

“基于對(duì)分辨率和顏色的良好控制，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜設(shè)計(jì)圖案的高還原度打印。”論文通訊作者郭雙壯表示，針對(duì)不同圖案的尺寸特點(diǎn)選取恰當(dāng)?shù)姆直媛剩瑒t可實(shí)現(xiàn)對(duì)同一圖案的縮放式打印。此外，多材料墨水直寫(xiě)3D打印系統(tǒng)對(duì)多墨水打印技術(shù)的支持使不同顏色的墨水能在一個(gè)打印過(guò)程中依次打印，實(shí)現(xiàn)彩色圖案的快速制造。

除了多色打印，多墨水打印技術(shù)還使結(jié)構(gòu)色材料與多功能材料的集成式打印成為可能。此外，打印的結(jié)構(gòu)色液晶彈性體還具有熱響應(yīng)性，加熱即可發(fā)生定向形變，呈現(xiàn)出4D打印效果。

相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1002/smll.202306646

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