美国韩研队发明环保3D打印墨水

近期，美国与韩国的科研团队合作研发出一种创新的3D打印墨水，该墨水在制造过程中无需依赖加热、光照或含有毒化学物质的条件，从而能够生产出易于回收的电路及其他结构。这一突破性成果已被刊载于《自然通讯》杂志，并得到了美国国家科学基金会及韩国国家研究基金会的支持。

传统3D打印技术通常需要借助高温、压力或特定光源等条件来实现材料的固化。例如，熔融沉积成型（FDM）技术需将塑料丝材加热至熔融状态，之后通过冷却形成所需形状；而树脂3D打印则依赖紫外线照射液态材料，促使其固化。

新研究中的关键在于采用了一种名为聚N-异丙基丙烯酰胺（PNIPAM）的聚合物作为基础材料。PNIPAM不仅无害，还广泛应用于医药领域的药物输送系统。在3D打印时，仅需将聚合物置于室温下的盐水中，便能在不需额外加热或光照的情况下实现快速固化。

研究团队利用商用医疗级别的3D打印机，通过挤压PNIPAM聚合物并将其注入到氯化钙和水的混合物中，实现了材料的即时固化，并形成了精细复杂的结构，同时具备了导电性能。通过这一方法，团队成功制造了一个掺杂碳纳米管的电路，并证明其能够点亮一个小型灯泡，充分展示了该技术的应用潜力。

回收过程同样简便，只需将打印出来的结构溶解于清水中，随后在70摄氏度的环境下蒸发水分，即可完成材料的回收。这种方法被加州大学圣迭戈分校教授、论文高级作者Jinhye Bae誉为“完全在环境条件下进行，无需额外步骤、特殊设备、有毒化学品、加热或加压”的创新方案。PNIPAM制成的结构因其易于恢复至初始状态的特点，特别适用于一次性的电子产品、机器人组件及原型制造等领域。Bae进一步指出，“这种方法提供了一种简单且环保的聚合物材料回收方式。”

考虑到电子废弃物处理的紧迫性与重要性，此技术的实现无疑为环境保护领域带来了积极影响。通过简化回收流程，不仅降低了资源消耗，减少了环境污染，还为电子产品的可持续发展开辟了新路径。