科技 | 廈大團隊首創(chuàng)激光直寫打印技術(shù)：熱固材料固化提速5萬倍

據(jù)報道，廈門大學薩本棟微米納米科學技術(shù)研究院吳德志教授團隊在3D打印技術(shù)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)重要突破——創(chuàng)新提出“激光原位誘導直寫打印”技術(shù)，將熱固性材料三維柔性器件的固化時間從傳統(tǒng)工藝所需的數(shù)十小時大幅縮短至0.25秒，有效解決了該領(lǐng)域長期存在的成型速度慢、工藝復雜、性能難以精確調(diào)控等核心難題。

熱固性材料（如聚二甲基硅氧烷）因具備優(yōu)異的柔韌性、化學穩(wěn)定性和生物相容性，被廣泛應用于柔性電子與生物醫(yī)學等領(lǐng)域。然而，傳統(tǒng)的模板法及現(xiàn)有3D打印技術(shù)在制造這類器件時，通常面臨固化周期長、需額外支撐結(jié)構(gòu)、后處理步驟繁瑣以及性能難以在線調(diào)控等問題。即便采用外場輔助打印技術(shù)，仍存在固化效率低和材料兼容性受限等挑戰(zhàn)。

研究團隊創(chuàng)新性地將激光與3D打印射流相耦合，利用激光原位照射微尺度射流產(chǎn)生的局部光熱效應，在極短時間內(nèi)將材料溫度提升至150~300℃，從而誘導熱固性墨水瞬間完成交聯(lián)固化，極大提升了制造效率。

該技術(shù)還具備出色的結(jié)構(gòu)塑造能力，無需支撐材料即可實現(xiàn)大傾角、水平懸垂及空間曲線等復雜三維結(jié)構(gòu)的高精度打印，結(jié)構(gòu)分辨率可達50微米，三維結(jié)構(gòu)的長徑比高達50，能夠穩(wěn)定實現(xiàn)大跨度、細長形態(tài)器件的打印制造。此外，通過實時調(diào)控工藝參數(shù)，該技術(shù)還可實現(xiàn)材料機械性能與電學性能在10至20倍范圍內(nèi)的連續(xù)可編程調(diào)節(jié)。

目前，團隊已利用該技術(shù)成功制備出剛度梯度可拉伸電子器件、高靈敏度柔性壓力傳感器以及高性能三維磁驅(qū)動軟體機器人等產(chǎn)品，可廣泛應用于智能穿戴、人體運動監(jiān)測和精密驅(qū)動等場景。

值得一提的是，該技術(shù)對多種熱固性材料（包括多種硅橡膠、環(huán)氧樹脂、聚四氟乙烯、聚氨酯和聚酰亞胺等）均表現(xiàn)出良好的兼容性與拓展性，展現(xiàn)出強大的產(chǎn)業(yè)化潛力，有望推動柔性電子與智能軟體機器人等領(lǐng)域的3D打印技術(shù)邁向規(guī)模化應用。

來源：快科技

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