維也納科技大學（TU Wien）的研究人員開發了一種3D打印工藝，可以將隱藏的代碼和符號直接構建到打印材料中。這種新方法使科學家能夠精確控制材料的結構和特性，從而制造出外觀隨溫度變化的物體。這一成果為3D打印材料的多功能化與智能化應用開辟了全新路徑。
長期以來，3D打印工藝主要依賴單一、性質均一的材料，限制了它在高端制造和智能產品領域的應用。TU Wien研究團隊通過調控打印過程中光線與液態材料的相互作用，首次實現了材料硬度、透明度與彈性的可變性。研究人員可根據需求，靈活調整光強、波長及溫度等參數，賦予材料不同的物理和光學特性。
應用合成化學研究所的Katharina Ehrmann博士表示：“我們能夠利用不同的光照強度、波長或溫度，精準調控3D打印材料的性能。”
△研究團隊：Dominik Laa（共同第一作者）、Katharina Ehrmann（首席研究員）、Michael G?schl （共同第一作者）
利用光控制材料性能
在這項研究中，研究人員使用了一種遇光會凝固的液態材料。當光線照射到該材料時，會發生化學反應，將分子組成單元連接起來，使液體轉化為固體。通過精確調節光的強度、波長和溫度，研究人員可以控制分子的排列方式——形成有序的晶體結構或更無序的非晶態結構。
研究人員解釋說。“材料的性質會根據結晶度的不同而有很大差異。結晶材料往往堅硬易碎，而非晶態材料則通常柔軟且富有彈性。光學性質也會有所不同，從玻璃般的透明到不透明的白色。”
△這種新材料用于刺激響應型功能應用的潛力
展示實際應用
維也納工業大學的這項技術是基于光的3D打印方法這一更廣泛趨勢的一部分，旨在增強材料控制并提高打印精度。
研究團隊通過幾個例子展示了他們方法的靈活性。其中一個例子是，他們制作了一個塑料制品，它的晶體層下隱藏著一個不可見的二維碼。當加熱到特定溫度時，晶體層會變得透明，二維碼便顯現出來。隨著材料冷卻，晶體層恢復到初始狀態，二維碼再次被隱藏起來。
同樣的原理也被用于打印一種警示符號，該符號僅在溫度超過特定限值時才會出現，這為監測熱敏性商品提供了一種可能的工具。材料的光學表征是與維也納工業大學固體物理研究所 Andrei Pimenov 教授的研究小組合作完成的。
Ehrmann說：“我們為3D打印提供了一系列全新的可能性。從數據存儲和安全到生物醫學應用，這項技術的潛在應用領域非常廣泛。”
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高經理
