近日，美國華盛頓大學的研究人員正在致力於(yu) 開發一種使用3D打印技術製造易於(yu) 讀取的機械力傳(chuan) 感器的方法，而這種傳(chuan) 感器使用傳(chuan) 統的製造方式幾乎不可能實現。

        基於(yu) 傳(chuan) 感器的聚合物，這是一種特殊的材料，它能夠根據光線、溫度和受力狀況改變形狀或成份。但是這種材料在實際應用中很難使用，比如藥物遞送裝置。本來它的這種特性很適於(yu) 作為(wei) 藥物遞送裝置，但是由於(yu) 傳(chuan) 統的製造方式往往需要高溫和其它破環性因素，使得這種材料的敏感反應特性經常會(hui) 在製造過程中過早激活。

功能性聚合物能夠根據光線、溫度和受力狀況改變形狀或成份，並有希望用於(yu) 製造傳(chuan) 感器或藥物遞送裝置。 來源：ACS APPL。

      研究人員已經發現了一種使用模具來配合這種材料一起工作的方法，帶抵消上述的不利現象。但是由於(yu) 模具本身的限製，使得產(chan) 品的形狀和 複雜性上都受到了限製。

        而華盛頓大學的化學副教授 Andrew J. Boydston帶領的研究團隊則使用商用3D打印機和這些敏感材料打印出拉伸時能夠改變顏色的力傳(chuan) 感器。

        研究人員首先開發出一種牽張敏感性聚合物，這種材料能夠承受商用3D打印機打印頭熱端的高溫擠出而不改變顏色或損壞。

        研究團隊然後創建了一種狗骨形狀（兩(liang) 側(ce) 寬，中間窄）的工具來測試這種材料，這種工具使用市場上銷售的聚己內(nei) 酯（PCL）製成的，並包括一個(ge) 內(nei) 帶的含螺吡喃（Spiropyran）聚合物。

當材料被拉伸時，聚合物中的螺吡喃單元（左）就會(hui) 異構成紫色的部花青（右）。 來源：ACS APPL。

        當壓力被施加到該裝置的任一端時，由於(yu) 對含螺吡喃聚合物條帶的反作用力，變形物體(ti) 就會(hui) 變成紫色。他們(men) 的這一發現可用於(yu) 測量特定材料的結構負荷或跟蹤材料經曆一個(ge) 特定的力的時間量。

        為(wei) 了測試他們(men) 的研究結果，研究人員使用相同的材料創建了另一個(ge) 3D打印物體(ti) ，並嵌入了四個(ge) 含變色螺吡喃聚合物的正方形。通過對整個(ge) 結構施加不同程度的力，研究人員可以根據嵌入正方形變紫的數量進一步測試準確性。

        Boydston稱，在傳(chuan) 統製造方式中，將一種材料嵌入另外一種材料並製造出一個(ge) 裝置，特別是使用基於(yu) 傳(chuan) 感器的材料，是比較困難的。但是3D打印機就能夠快速輕鬆地製造出這樣的設備。

        無論最終用戶是需要快速複製帶機械敏感性聚合物的設備，還是需要測試原型結構強度的工程師，開發團隊的研究結果對這些依靠快速原型協作他們(men) 的設計和開發過程的人員來說都是很有用的進展。