最新研究发表在该杂志上。该团队使用常见的聚合物材料——热塑性弹性体（TPE）来设计具有可调节硬度的3D打印结构。通过控制打印路径，工程师可以使塑料在某些方向上变得坚硬，而在其他方向上变得灵活。
该技术具有广阔的应用前景，包括软体机器人、医疗设备、假肢、高性能鞋底和轻型头盔等。
该材料的独特性能来自其微观结构。研究人员使用嵌段共聚物，其中直径仅为5-7纳米的刚性圆柱体嵌入柔性基质中，并使用3D打印定向排列这些纳米结构，以创建具有不同方向特性的材料。设计者可以调整结构布置，实现同一物体不同区域刚度和柔性的灵活组合。
研究负责人戴维森表示：“这种纳米结构的可控性使我们能够精确调整材料特性，为产品设计提供更高的自由度。”
该团队选择了热塑性弹性体，这种材料在加热时会熔化，在冷却时会变得坚韧且有弹性。利用其特殊的分子排列特性，研究人员成功创造了既具有刚性又具有柔性的复合材料，并通过打印速度和控制挤出进一步优化其性能。
新技术不仅降低了生产成本，每克仅约1美分（IT之家注：目前约0.073元），而且还可以重复使用和自我修复，相比传统的每克2.5美元（目前约18.3元）元）。人民币（RMB）以上且工艺复杂的材料优势显着。此外，该技术还可以轻松添加功能成分，例如使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产品和生物医学设备兼容的新材料，以推动该技术在未来制造中的广泛应用。
