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帶有旋轉(zhuǎn)推進器的主動混合打印頭噴嘴，每種液體經(jīng)不同入口進入狹小的混合室，在旋轉(zhuǎn)葉作用下瞬間混合。

  3D打印是生產(chǎn)輕質(zhì)結(jié)構(gòu)、柔性機器人和靈活電子設(shè)備的一次革命，但在打印復(fù)雜的多材料整合產(chǎn)品方面還很困難。最近，美國哈佛大學(xué)科學(xué)家設(shè)計了一種新型多材料打印頭，能混合并打印濃縮的、有粘彈性的“墨水”材料，在打印過程中能同時控制成分和幾何形狀。打印頭通過一種主動混合、快速切換的噴嘴，在運行中改變材料成分，為全3D打印的可穿戴設(shè)備和電子設(shè)備鋪平了道路。

  要打印一個既包含能隨膝蓋一起運動的柔軟材料，又包含堅硬電子元件的設(shè)備，理想的3D打印機要能從柔軟材料無縫過渡到堅硬材料，將不同電導(dǎo)率、不同電阻的墨水達成電路，并能在各種墨水之間精確切換，而且在執(zhí)行所有這些任務(wù)時不間斷——這種在打印產(chǎn)品中整合不同材料和性質(zhì)的能力，是3D打印的下一個前沿。

  這項研究由哈佛大學(xué)約翰·波爾森工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院（SEAS）仿生工程教授詹妮弗·劉易斯負責(zé)。據(jù)研究人員介紹，打印多種材料的基礎(chǔ)是混合復(fù)雜液體，以往大部分方法是被動的，即讓兩股液體擴散混合，對高粘度液體，尤其在容積小、時間短的情況下很難奏效。他們設(shè)計了一種主動混合多材料打印頭，微噴嘴內(nèi)有一種旋轉(zhuǎn)推進器，能有效混合多種復(fù)雜液體。

  論文第一作者、哈佛大學(xué)韋斯研究所博士后研究員托馬斯·奧博說：“實驗證明，主動式微流混合器能混合多種材料。”他們據(jù)此造出的混合打印頭，能打印包含多種材料的三維圖案。比如能把彈性硅酮無縫打印到由軟區(qū)和硬區(qū)組成的梯度結(jié)構(gòu)中，這種結(jié)構(gòu)在靈活電子設(shè)備、可穿戴設(shè)備中有大量應(yīng)用。還能打印反應(yīng)性材料，如AB膠（兩部分環(huán)氧樹脂），當(dāng)兩部分結(jié)合時會迅速變硬。此外，還能將導(dǎo)電和電阻墨水按需混合，在3D打印物體中嵌入電路。

  相關(guān)論文發(fā)表在最近的美國《國家科學(xué)院院刊》上。