3-D打印高分子机械传感器

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（上图为打印有字母‘UW’的3-D标签。下图为相同的材料拉伸后的标签。图片来源: A.J. Boydston / UW）

“在华盛顿大学，一场由来自工程领域的3-D打印，和来自化学领域的功能材料的联姻正在发生着。”华盛顿大学化学系的助理教授Andrew J. Boydston说到。

来自华盛顿大学化学系的博士生Gregory Peterson和Michael Larsen，制造了一种高分子材料，他们将此种高分子材料作为华盛顿大学化学实验室的商用3-D打印机原料，“我们想证明功能性化学品和现有的打印材料可以很好的结合起来，” Boydston说到，“我们发现设计化学可以很快地应用到3-D打印中。”

打印的标签是一块白色的塑料，塑料上有几乎看不见的横条，在拉力作用下横条会变为紫色。这种材料可作为成本低廉的机械传感器，而且没有电子电路组分。打印整个器件耗时约15分钟，成本不到1美元。这种传感器可用来记录建筑或其他结构中所受应力和应变。Boydston很希望开发一种传感器，可以同时记录受力或者冲击的速度，例如可用在橄榄球头盔上，当其受到足够冲击力时会发生颜色变化。

这个研究项目是Boydston所在的科研小组与该论文的共同作者Mark Ganter 及Duane Storti间诸多合作项目的一部分，后两位是来自华盛顿大学的机械工程师，他们已经开发出了新型的3-D打印材料和技术。

（研究人员们还可以加入拉伸后在紫外光下发光的高分子 。图片来源：A. J. Boydston / UW）

不同的指令可以控制机器在不同的组件上打印塑料，而在打印物中间位置带有这种可改变颜色的横纹，然后用其他塑料进行封装，或者打印成想要的其他形状。

Boydston擅长有机合成领域，用他的话说就是，“这意味着用更简单、更易得到的分子去制造更多复杂分子。”

“也许这个材料目前没有受到应力，但是在你观察之前，它其实已经受过很多次应力了。而这些不同的材料可以记录其承载历史。” Boydston说到。

（图示为，研究人员们在两个打印喷头分别放入略微不同的塑料。其中一种塑料为拉伸下会变色的塑料。图片来源：A. J. Boydston / UW）

Boydston会继续跟Ganter及Storti合作，以使用可设计的高分子材料来设计和制造更多3-D打印物件。Boydston说，3-D打印技术创造了很多新的可能性，这是一个我们需要继续去开拓的领域。