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    基于傳感器的聚合物，這是一種特殊的材料，它能夠根據(jù)光線、溫度和受力狀況改變形狀或成份。但是這種材料在實際應用中很難使用，比如藥物遞送裝置。本來它的這種特性很適于作為藥物遞送裝置，但是由于傳統(tǒng)的制造方式往往需要高溫和其它破環(huán)性因素，使得這種材料的敏感反應特性經(jīng)常會在制造過程中過早激活。

    功能性聚合物能夠根據(jù)光線、溫度和受力狀況改變形狀或成份，并有希望用于制造傳感器或藥物遞送裝置。來源：ACSAPPL。

研究人員已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一種使用模具來配合這種材料一起工作的方法，帶抵消上述的不利現(xiàn)象。但是由于模具本身的限制，使得產(chǎn)品的形狀和復雜性上都受到了限制。

    而華盛頓大學的化學系副教授AndrewJ.Boydston帶領的研究團隊則使用商用3D打印機和這些敏感材料打印出拉伸時能夠改變顏色的力傳感器。

    研究人員首先開發(fā)出一種牽張敏感性聚合物，這種材料能夠承受商用3D打印機打印頭熱端的高溫擠出而不改變顏色或損壞。

    研究團隊然后創(chuàng)建了一種狗骨形狀（兩側寬，中間窄）的工具來測試這種材料，這種工具使用市場上銷售的聚己內(nèi)酯（PCL）制成的，并包括一個內(nèi)帶的含螺吡喃（Spiropyran）聚合物。

    當材料被拉伸時，聚合物中的螺吡喃單元（左）就會異構成紫色的部花青（右）。來源：ACSAPPL。

    當壓力被施加到該裝置的任一端時，由于對含螺吡喃聚合物條帶的反作用力，變形物體就會變成紫色。他們的這一發(fā)現(xiàn)可用于測量特定材料的結構負荷或跟蹤材料經(jīng)歷一個特定的力的時間量。

    為了測試他們的研究結果，研究人員使用相同的材料創(chuàng)建了另一個3D打印物體，并嵌入了四個含變色螺吡喃聚合物的正方形。通過對整個結構施加不同程度的力，研究人員可以根據(jù)嵌入正方形變紫的數(shù)量進一步測試準確性。

    Boydston稱，在傳統(tǒng)制造方式中，將一種材料嵌入另外一種材料并制造出一個裝置，特別是使用基于傳感器的材料，是比較困難的。但是3D打印機就能夠快速輕松地制造出這樣的設備。

    無論最終用戶是需要快速復制帶機械敏感性聚合物的設備，還是需要測試原型結構強度的工程師，開發(fā)團隊的研究結果對這些依靠快速原型協(xié)作他們的設計和開發(fā)過程的人員來說都是很有用的進展。