Engineering：适用于生物植入物的2D／3D／4D增材制造材料

著名学术杂志《Engineering》上刊登了一篇香港城市大学研究人员发表的综述文章，“Development of Bioimplants with 2D， 3D， and 4D Additive Manufacturing Materials（可用于生物植入物开发的2D／3D／4D增材制造材料）”。

在过去的30年中，增材制造（AM）发展迅速，并在生物医学应用中显示出巨大的潜力。AM是一种面向材料的制造技术，因为材料固化机制，打印结构精度，后处理过程和功能应用均是基于打印材料的。但是，用于制造生物植入物的三维（3D）可打印材料仍然非常有限。在这项工作中，对用于生物植入物的2D／3D AM材料进行了调研。此外，在吕坚教授课题组先前开发的4D打印陶瓷前驱体及陶瓷材料的基础上，本文提出了软硬集成4D增材制造概念，并对其在人体系统中复杂而动态的生物结构上的潜在应用做了展望。随着多材料打印技术的发展，可以预期会有更多工作使用2D／3D／4D AM材料开发生物植入物和软硬集成生物结构。
Science子刊：受蜘蛛网启发，研究人员开发出3D打印的防震材料

蒙特利尔理工大学机械工程系的研究人员，使用3D打印设计了一种织物，最多可吸收96％的冲击力而不会破裂。

这个团队是从蜘蛛网的自然特性中汲取了灵感，通过加热聚碳酸酯（PC）制成胶粘剂，为易碎设备制造了耐用的3D打印覆盖物。选择PC材料是因为它在通过熔融丝材制造（FFF）3D打印机挤出时粘度低。将来，这种3D打印材料可以用于制造防弹玻璃，甚至可以应用于航空领域，作为飞机发动机的保护涂层。

Science子刊：温州大学：首次实现电弧3D打印高熵合金，强度塑性都高

州大学陈希章教授团队首次突破了多股丝材增材制造高熵合金制造技术，为大尺寸和复杂形状高熵合金材料及产品的制造提供了一种有前景的制造方法，制造的Al－Co－Cr－Fe－Ni高熵合金综合性能优异，强度2．8GPa且塑性42％！

增材制造（AM）是一种非常有前途的制造方法，已广泛应用于各个行业。当前，通过AM方法制备高熵合金（HEA）的研究已被广泛报道。粉末的使用受到沉积效率限制，并且粉末不能打印大型零件。线材增材制造具有独特的优势，但由于HEA焊丝的生产需要将原料金属熔炼然后进行拉拔等工艺，因此至今尚未用于高熵合金的制造，成本很高，而且需要很长时间。此外，一些高熵合金具有很高的强度和脆性，很难制造金属丝。

为此，温州大学陈希章等人首次设计并开发了一种新型的具有多种元素组成的复合丝材（CCW），可以用于非等原子Al－Co－Cr－Fe－Ni高熵合金电弧增材制造（AAM）。由7个细丝和5个元素组成的CCW具有高沉积效率、焊接电弧自旋转和节能等优点。制造的Al－Co－Cr－Fe－Ni高熵合金达到强度2．8GPa和塑性42％的优异结合。相关论文发表在Journal of Materials Science＆ Technology。

Science子刊：明尼苏达大学完成3D打印心脏瓣膜模型，模拟患者真实感受

美国明尼苏达大学的研究人员在美敦力公司的支持下，开发了一种突破性的工艺，将心脏主动脉瓣和周围结构的逼真模型进行多材质3D打印，模拟患者的真实外观和感受，有助于改善患者的预后。该研究于8月28日发表在《科学进展》（Science Advances）杂志，题为“3D printed patient－specific aortic root models with internal sensors for minimally invasive applications”。

这些患者特定的器官模型，包括集成到结构中的3D打印软传感器阵列，是使用专门的墨水和定制的3D打印工艺制造的。

研究人员3D打印了主动脉根部，主动脉根部是离心脏最近并与心脏相连的部分，由主动脉瓣和冠状动脉开口组成，具有三个瓣膜，称为小叶，被纤维环包围。该模型还包括左心室肌肉和升主动脉的一部分。

《Science Advances》：仿松针多级非对称结构超疏水表面多尺度液滴定向输运

大连理工大学冯诗乐副教授，受松针表面多级非对称结构启发，使用深圳摩方材料科技有限公司PμSL 3D打印技术（nanoArch? S140），制备了仿松针多级非对称结构表面，实现了快速、长程的液滴自发定向输运。该研究以“Tip－inducedflipping of droplets on Janus pillars： from local reconfiguration to globaltransport”为题发表在国际顶级期刊《ScienceAdvances》上，为液滴的定向输运领域的发展提供了新的思路。论文第一作者为大连理工大学冯诗乐副教授，通讯作者为香港城市大学王钻开教授和巴黎高等物理化工学院David Quéré教授。

《Science》头条：3D打印制备出结构色可调的瓶刷嵌段共聚物光子晶体

伊利诺伊大学香槟分校的Ying Diao教授在《Science Advances》上发表了题为“Tunable structural color of bottlebrush block copolymers through direct－write 3D printing from solution”的文章，将非平衡自组装与直写3D打印技术结合，制备了结构色可调的瓶刷嵌段共聚物光子晶体。在打印单一油墨溶液时，改变沉积条件后，BBCP PC的峰值反射波长跨度为403到626 nm（蓝到红），对应于＞70 nm 畴间距变化（Bragg－ Snell方程）。这是由于聚合物构象的调制，导致了层状畴间距的变化。

Ying Diao教授认为，在用于生产环保涂料和高选择性光学滤光片等产品的聚合物中重现结构色是一项挑战。聚合物合成和加工需要精确控制，才能形成超薄有序的层，产生我们在自然界中看到的结构色。他们成功开发了瓶刷嵌段共聚物3D直写打印的方法，使3D打印不仅可以改变材料形状，还可以改变材料物理性质。但是由于该方法不太适合大批量印刷，小组正在努力扩大这一工艺的工业相关性。他们正在与Damien Guironnet、Charles Sing和Simon Rogers小组合作，开发更容易控制的聚合物打印工艺，使我们与大自然产生的鲜艳色彩更接近。