科技 | 廈大團(tuán)隊(duì)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(bào)道，廈門大學(xué)薩本棟微米納米科學(xué)技術(shù)研究院吳德志教授團(tuán)隊(duì)在3D打印技術(shù)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)重要突破——?jiǎng)?chuàng)新提出“激光原位誘導(dǎo)直寫打印”技術(shù)，將熱固性材料三維柔性器件的固化時(shí)間從傳統(tǒng)工藝所需的數(shù)十小時(shí)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(fù)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(xué)穩(wěn)定性和生物相容性，被廣泛應(yīng)用于柔性電子與生物醫(yī)學(xué)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(shí)，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(chǎng)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(tuán)隊(duì)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(yīng)，在極短時(shí)間內(nèi)將材料溫度提升至150~300℃，從而誘導(dǎo)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(shí)現(xiàn)大傾角、水平懸垂及空間曲線等復(fù)雜三維結(jié)構(gòu)的高精度打印，結(jié)構(gòu)分辨率可達(dá)50微米，三維結(jié)構(gòu)的長徑比高達(dá)50，能夠穩(wěn)定實(shí)現(xiàn)大跨度、細(xì)長形態(tài)器件的打印制造。此外，通過實(shí)時(shí)調(diào)控工藝參數(shù)，該技術(shù)還可實(shí)現(xiàn)材料機(jī)械性能與電學(xué)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(tuán)隊(duì)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(dòng)軟體機(jī)器人等產(chǎn)品，可廣泛應(yīng)用于智能穿戴、人體運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)和精密驅(qū)動(dòng)等場(chǎng)景。

值得一提的是，該技術(shù)對(duì)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(qiáng)大的產(chǎn)業(yè)化潛力，有望推動(dòng)柔性電子與智能軟體機(jī)器人等領(lǐng)域的3D打印技術(shù)邁向規(guī)?；瘧?yīng)用。

來源：快科技

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