IT 之家 12 月 30 日消息，根據 SciTechDaily 今日的報道，普林斯頓大學的工程師開發出一項創新性 3D 打印技術，可生産兼具可定制彈性、柔韌性和成本效益的軟塑料材料，并且這些材料還能被回收再利用 —— 這是市場上現有産品難以兼顧的特性。
最新研究發表在《Advanced Functional Materials》期刊上。團隊使用了一種常見的聚合物材料 —— 熱塑性彈性體（thermoplastic elastomers）設計出具有可調節硬度的 3D 打印結構。通過控制打印路徑，工程師能夠讓塑料在某些方向上保持堅硬，同時在其他方向上靈活彎曲。
該技術的應用前景廣泛，包括軟性機器人、醫療設備、假肢、高性能鞋底和輕量化頭盔等領域。
這種材料的獨特性能來自其微觀結構。研究人員采用嵌段共聚物，其中直徑僅 5-7 納米的剛性圓柱體嵌入柔性基質内，并利用 3D 打印對這些納米結構進行定向排列，從而制造出方向性性能各異的材料。設計師可以通過調整結構排列，在同一件物品的不同區域實現硬度和柔韌性的靈活組合。
研究負責人戴維森指出：" 這種納米結構的可控性讓我們能夠精準調整材料性能，爲産品設計提供了更高自由度。"
團隊選擇了一種熱塑性彈性體，這種材料可加熱熔化成型，冷卻後則變得堅韌且有彈性。利用其特殊的分子排列特性，研究人員成功創造出剛柔兼備的複合材料，并通過打印速度和受控擠壓進一步優化性能。
新技術不僅降低了生産成本，其每克僅約 1 美分（IT 之家備注：當前約 0.073 元人民币），還能重複使用并自修複，相較于傳統每克 2.5 美元（當前約 18.3 元人民币）以上且需要複雜工藝的材料，具有顯著優勢。此外，該技術還可輕松添加功能性成分，例如讓塑料在紫外線照射後發光或形成複雜的結構設計。
研究團隊計劃進一步開發與可穿戴電子設備和生物醫學設備兼容的新材料，推動該技術在未來制造業中的廣泛應用。
