IT之家 12 月 30 日消息，根据 SciTechDaily 今日的报道，普林斯顿大学的工程师开发出一项创新性 3D 打印技术，可生产兼具可定制弹性、柔韧性和成本效益的软塑料材料，并且这些材料还能被回收再利用 —— 这是市场上现有产品难以兼顾的特性。
最新研究发表在《Advanced Functional Materials》期刊上。团队使用了一种常见的聚合物材料 —— 热塑性弹性体（thermoplastic elastomers）设计出具有可调节硬度的 3D 打印结构。通过控制打印路径，工程师能够让塑料在某些方向上保持坚硬，同时在其他方向上灵活弯曲。
该技术的应用前景广泛，包括软性机器人、医疗设备、假肢、高性能鞋底和轻量化头盔等领域。
这种材料的独特性能来自其微观结构。研究人员采用嵌段共聚物，其中直径仅 5-7 纳米的刚性圆柱体嵌入柔性基质内，并利用 3D 打印对这些纳米结构进行定向排列，从而制造出方向性性能各异的材料。设计师可以通过调整结构排列，在同一件物品的不同区域实现硬度和柔韧性的灵活组合。
研究负责人戴维森指出：“这种纳米结构的可控性让我们能够精准调整材料性能，为产品设计提供了更高自由度。”
团队选择了一种热塑性弹性体，这种材料可加热熔化成型，冷却后则变得坚韧且有弹性。利用其特殊的分子排列特性，研究人员成功创造出刚柔兼备的复合材料，并通过打印速度和受控挤压进一步优化性能。
新技术不仅降低了生产成本，其每克仅约 1 美分（IT之家备注：当前约 0.073 元人民币），还能重复使用并自修复，相较于传统每克 2.5 美元（当前约 18.3 元人民币）以上且需要复杂工艺的材料，具有显著优势。此外，该技术还可轻松添加功能性成分，例如让塑料在紫外线照射后发光或形成复杂的结构设计。
研究团队计划进一步开发与可穿戴电子设备和生物医学设备兼容的新材料，推动该技术在未来制造业中的广泛应用。
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