韩国釜山国立大学的研究人员开发出首款可3D打印的近晶相液晶弹性体墨水，该墨水能够在打印过程中改变分子排列方向，从而使单根打印丝在加热时能够伸长或收缩。这项由该校化学工程学院安锡均教授领导的研究成果于2026年7月10日发表在《自然通讯》杂志上。
传统的挤出式3D打印技术将每根丝材中的分子锁定在单一方向，这意味着每个打印段只能沿一个方向移动。而这种新型墨水则完全突破了这一限制。通过调整打印速度或温度，研究人员可以在同一根丝材中实现分子方向在两个垂直方向之间的切换，从而控制丝材在加热时是收缩还是膨胀。
图片来源：釜山国立大学
“我们的工作首次展示了如何通过调节打印速度和温度，利用单一的 3D 打印近晶相液晶弹性体墨水，在两个正交方向之间切换分子排列，”安教授说。
研究团队利用直接墨水书写技术，结合流变学测量、广角X射线散射和分子动力学模拟，确定了驱动取向转变的机制。随后，他们打印了二维和三维结构，包括晶格、曲面和可切换的表面形貌。这些材料在反复的加热和冷却循环中保持性能稳定。来自美国橡树岭国家实验室的合作者也参与了这项研究。
安教授列举了软体机器人驱动器和人造肌肉、用于触觉显示的可重构表面以及调节空气阻力的自适应纹理等潜在的实际应用。可穿戴设备和可按需改变形状的微创医疗工具也在考虑之列。
该研究在实验室条件下使用一种近晶相液晶弹性体配方进行。要将该方法推广到其他材料并实现更大规模的生产，还需要开展更多工作。“在未来5到10年内，这项研究有望帮助3D打印物体摆脱固定形状的局限，使其能够主动改变形状并执行特定功能。”安教授补充道。
来源：eurekalert.org
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