導(dǎo)讀：傳統(tǒng)的3D打印技術(shù)通常需要結(jié)合熱量、壓力和光線才能將原材料變成剛性結(jié)構(gòu)。例如，在熔融沉積成型 (FDM) 打印中，細(xì)絲材料需要先熔化，再通過(guò)冷卻形成最終結(jié)構(gòu)；而在樹(shù)脂3D打印中，液態(tài)材料需要通過(guò)紫外線照射才能固化成型。

圖片來(lái)源：自然通訊

2024年8月13日，據(jù)資源庫(kù)了解，來(lái)自美國(guó)和韓國(guó)的研究人員最近開(kāi)發(fā)出一種創(chuàng)新的3D打印新型墨水，無(wú)需加熱、光照或使用有毒化學(xué)品，就能制造出易于回收的電路和其他結(jié)構(gòu)。相關(guān)研究已經(jīng)發(fā)表在《自然通訊》雜志上，并得到了美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)和韓國(guó)國(guó)家研究基金會(huì)的支持。

在這項(xiàng)新研究中，研究團(tuán)隊(duì)使用了一種名為聚 N-異丙基丙烯酰胺（PNIPAM）的聚合物。這種材料無(wú)毒，早在20世紀(jì)50年代末就已被合成，并被廣泛應(yīng)用于生物傳感、藥物控制輸送和水凈化等領(lǐng)域。研究人員發(fā)現(xiàn)，只需在室溫下將PNIPAM注入鹽水中，便能幾乎瞬間使其凝固，無(wú)需加熱、光照或有毒溶劑。

研究人員通過(guò)商用醫(yī)療級(jí)3D打印機(jī)，將聚合物擠出并泵入氯化鈣和水的混合溶液中，迅速形成整齊且復(fù)雜的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)。他們甚至利用這一方法打印了一個(gè)混合了碳納米管的電路，并成功為一個(gè)小燈泡供電。值得注意的是，這些打印出來(lái)的結(jié)構(gòu)可以通過(guò)將其溶解在淡水中進(jìn)行回收，隨后在70oC的溫度下蒸發(fā)水分即可。

加州大學(xué)圣地亞哥分校的論文作者Jinhye Bae教授指出，該方法“在完全環(huán)境友好的條件下進(jìn)行，無(wú)需額外步驟、特殊設(shè)備、有毒化學(xué)品、加熱或壓力。”由于PNIPAM聚合物能夠輕松恢復(fù)至原始狀態(tài)，用它制造的結(jié)構(gòu)非常適合用于一次性電子產(chǎn)品、機(jī)器人組件和原型制造。

盡管PNIPAM的水溶性和溫度敏感特性可能限制其應(yīng)用范圍，但研究人員認(rèn)為，通過(guò)與其他材料（如碳納米管）結(jié)合，可以顯著增強(qiáng)其熱性能和機(jī)械性能。Bae教授進(jìn)一步表示：“這為回收聚合物材料提供了一種簡(jiǎn)單且環(huán)保的解決方案?！?br />
在電子垃圾處理需求日益增加的背景下，這種能夠輕松回收設(shè)備中電路的技術(shù)，將有助于推進(jìn)更加環(huán)保的制造業(yè)。

導(dǎo)讀：傳統(tǒng)的3D打印技術(shù)通常需要結(jié)合熱量、壓力和光線才能將原材料變成剛性結(jié)構(gòu)。例如，在熔融沉積成型 (FDM) 打印中，細(xì)絲材料需要先熔化，再通過(guò)冷卻形成最終結(jié)構(gòu)；而在樹(shù)脂3D打印中，液態(tài)材料需要通過(guò)紫外線照射才能固化成型。

圖片來(lái)源：自然通訊

2024年8月13日，據(jù)資源庫(kù)了解，來(lái)自美國(guó)和韓國(guó)的研究人員最近開(kāi)發(fā)出一種創(chuàng)新的3D打印新型墨水，無(wú)需加熱、光照或使用有毒化學(xué)品，就能制造出易于回收的電路和其他結(jié)構(gòu)。相關(guān)研究已經(jīng)發(fā)表在《自然通訊》雜志上，并得到了美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)和韓國(guó)國(guó)家研究基金會(huì)的支持。

在這項(xiàng)新研究中，研究團(tuán)隊(duì)使用了一種名為聚 N-異丙基丙烯酰胺（PNIPAM）的聚合物。這種材料無(wú)毒，早在20世紀(jì)50年代末就已被合成，并被廣泛應(yīng)用于生物傳感、藥物控制輸送和水凈化等領(lǐng)域。研究人員發(fā)現(xiàn)，只需在室溫下將PNIPAM注入鹽水中，便能幾乎瞬間使其凝固，無(wú)需加熱、光照或有毒溶劑。

研究人員通過(guò)商用醫(yī)療級(jí)3D打印機(jī)，將聚合物擠出并泵入氯化鈣和水的混合溶液中，迅速形成整齊且復(fù)雜的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)。他們甚至利用這一方法打印了一個(gè)混合了碳納米管的電路，并成功為一個(gè)小燈泡供電。值得注意的是，這些打印出來(lái)的結(jié)構(gòu)可以通過(guò)將其溶解在淡水中進(jìn)行回收，隨后在70oC的溫度下蒸發(fā)水分即可。

加州大學(xué)圣地亞哥分校的論文作者Jinhye Bae教授指出，該方法“在完全環(huán)境友好的條件下進(jìn)行，無(wú)需額外步驟、特殊設(shè)備、有毒化學(xué)品、加熱或壓力。”由于PNIPAM聚合物能夠輕松恢復(fù)至原始狀態(tài)，用它制造的結(jié)構(gòu)非常適合用于一次性電子產(chǎn)品、機(jī)器人組件和原型制造。

盡管PNIPAM的水溶性和溫度敏感特性可能限制其應(yīng)用范圍，但研究人員認(rèn)為，通過(guò)與其他材料（如碳納米管）結(jié)合，可以顯著增強(qiáng)其熱性能和機(jī)械性能。Bae教授進(jìn)一步表示：“這為回收聚合物材料提供了一種簡(jiǎn)單且環(huán)保的解決方案?！?br />
在電子垃圾處理需求日益增加的背景下，這種能夠輕松回收設(shè)備中電路的技術(shù)，將有助于推進(jìn)更加環(huán)保的制造業(yè)。