研究员开发出用于SLA 3D打印的新型铁电超材料

　　aau讯（编辑 许乐）据外媒报道，纽约大学布法罗分校和麻省理工学院的一组研究人员开发了一种用于光聚合3D打印的新型铁电超材料。这种新型复合树脂材料的开发使合成材料朝着更便宜、更适用于各种高级应用（例如隔音罩、减震器甚至电子产品）迈出的一大步。

　　这项研究的主要作者Shenqiang Ren说: “铁电超材料的极限在于天空”。

铁电超材料

　　该术语的“超材料”部分是指已被修改为具有实验室以外自然不会出现的特性的材料。据了解，“铁电”部分涉及显示自发极化的晶体结构，该极化可以通过使用电场来反转。根据该论文，对这种合成材料的研究已经进行了多年，但是成本效益和应用适应性一直是主要障碍。

　　尽管如此，有机材料中铁电的质量已经在许多日常用品中使用了几十年，包括计算机组件、rfid 卡片和成像设备。因此，用铁电材料3D打印定制几何图形的能力将是一个非常强大的工具。

水溶性、自修复、可重新编程

　　研究小组利用了一种叫做高氯咪唑的物质(imclo4)作为这种新材料的铁电组分。Imclo4是一种透明材料，具有可重新编程的硬度，并且完全溶于水。因此，它与SLA 3D打印技术兼容，即材料的低折射率允许紫外线和可见光以最小的散射通过。

　　为了3D打印由ImClO4制成的支架支撑的晶格，科学家们在商用LCD 3D打印机中将一种粉末状的材料与现成的UV树脂和水混合。材料刚度的可重新编程性质（可以抵抗变形的程度）意味着研究人员能够对其进行调整，以滤除不同的亚波长振动频率。打印件破裂时也被视为“自修复”，甚至在打印过程中其几何形状也经过自我校正。

　　就铁电性能而言，打印的混合物与纯ImClO4不太相似。它的极化在电场作用下发生了预期的变化，使Ren 相信3D打印机确实可以用于分子铁电超材料的开发。

　　美国陆军研究办公室（ARO）也注意到了这项研究的潜力，他们为这项研究提供了部分资金。Aro 的项目经理 evan runnerstrom 说: “ARO资助Ren教授项目的原因之一是，分子铁电适用于自下而上的加工方法（如3D打印），否则传统的陶瓷铁电很难使用。这为用于减振或可重新配置电子设备的可调超材料铺平了道路，这将使未来的陆军平台能够适应不断变化的条件。

　　据了解，这项研究的更多细节可以在题为“3D打印的分子铁电超材料”的论文中找到。本文由Shenqiang Ren、Chi Zhou、Mostafa Nouh等人合着。

　　树脂生产领域的化学创新在3D打印研究中很常见。来自德克萨斯州大学奥斯汀分校的一组研究人员最近开发了一种新型光敏聚合物树脂，使得高分辨率的可见光固化速度明显加快。全色“快速固化”材料可以用四种不同颜色的光（紫色、蓝色、绿色和红色）进行固化，并包含一种单体，一种光氧化还原催化剂，两种助引发剂和一种不透明剂。

　　此外，在其他地方，3d 打印机制造商Nanoscribe最近推出了一种新的光聚合树脂，以用于其双光子光刻工艺。这种材料被命名为 ip-n162，具有很高的折射率，而且容易分散，因此非常适合微型制造应用。

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