2026年1月5日，由厦门大学彭东萨微纳科学与技术研究院吴德志教授领导的研究团队在热固性材料的三维打印方面取得了重大突破。他们开发了一种激光辅助直接3D打印新方法，在柔性电子器件和软体机器人的制造中具有重要意义。
相关研究以题为“激光辅助直接三维打印独立式热固性器件/Laser-assisteddirect three-dimensional printing of free-standing thermoset devices”的论文发表于《自然》杂志。
热固性材料的三维打印在柔性电子器件和软体机器人的开发中具有重要意义。目前借助热场、声场或紫外线场辅助的直接墨水书写方法在固化效率、材料兼容性和性能调整方面存在局限性，并且通常需要沉积和去除支撑材料。
研究团队开发了一种将原位激光诱导固化与直接墨水书写相结合的方法，无需支撑材料即可制造功能性、任意的独立式热固性结构。
△基于自制3D打印机的ISLI打印系统整体设置。aISLI打印设置的示意图，包括激光单元（由二极管激光器、反射器和聚焦透镜组成）、定制的ISLI打印机（配备墨水注射器和数字气动调节器）、计算机控制的四轴平台、CCD相机和红外相机。b
ISLI打印系统的光学图像，显示了激光单元、ISLI打印机、移动平台和相机单元。比例尺，5厘米。打印平台由铝制成，具有较高的热导率（约226
W/m·k），以有效散热。表面涂有耐热黑色涂层以减少激光反射，并在其上放置了5毫米厚的玻璃基板，作为铝平台的热和光学屏障。平台持续移动，以防止在任何单一点上长时间暴露于激光下，从而防止热量积聚并保持稳定的热条件。
在打印过程中，聚焦激光照射微米级聚合物射流，通过强烈的光热效应在不到0.25秒的时间内诱导快速交联。该方法可实现50微米的结构分辨率，并允许机械性能调节至多十倍，电性能调节至多二十倍。研究人员利用这种方法打印了具有刚度梯度以抑制应变的可拉伸电子器件、高灵敏度柔性传感器以及用于驱动功能的三维软磁机器人。
△激光辅助原位直写式三维打印技术能够制造独立式热固性结构
这项技术为热固性结构提供了一种快速、稳定且可编程的制造策略，有望推动柔性电子、微流体、软体机器人、芯片器官和生物医学支架等领域的应用，这些应用需要复杂的三维结构和多功能集成。
△激光辅助原位直写式三维打印技术可实现快速制造并实时控制材料性能。
△激光辅助原位打印技术能够制造三维柔性传感器件。
来源：南极熊
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