眾所周知，許多材料，比如糖、塑料、玻璃、金屬、陶瓷等等都可以用于制造3D打印的對(duì)象，不過(guò)這些材料往往需要使用昂貴或者是定制的3D打印機(jī)。

日前，美利堅(jiān)大學(xué)（American University）的化學(xué)教授Matthew Hartings及其研究團(tuán)隊(duì)首次使用市場(chǎng)上普通的3D打印機(jī)創(chuàng)造出了帶活性化學(xué)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)還具有減輕污染的作用。2016年4月1日出版的《Science and Technology of Advanced Materials》雜志介紹了這一成果。

該實(shí)驗(yàn)中使用的許多材料都是市場(chǎng)上能夠買(mǎi)到的，也很普通，很多創(chuàng)客、業(yè)余愛(ài)好者甚至都可以在家中自己嘗試。

在這項(xiàng)研究中，科學(xué)家們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)手掌大小的海綿狀小型結(jié)構(gòu)。他們使用的是普通的桌面型FDM 3D打印機(jī)，其中的區(qū)別在于，3D打印線材中均勻摻入了具有化學(xué)活性的（TiO2）納米顆粒。

在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)，研究者們提出了兩個(gè)問(wèn)題：一旦打印出來(lái)后結(jié)構(gòu)上的納米粒子是否仍然會(huì)保持活性？3D打印的該結(jié)構(gòu)是否能夠起到減輕污染的作用？最終，這兩個(gè)問(wèn)題的答案都是肯定的。

由于自然光與二氧化鈦相互作用時(shí)會(huì)造成污染物的分解，因此該3D打印結(jié)構(gòu)可用于去除空氣、水和農(nóng)業(yè)污染源等方面的污染。

為了驗(yàn)證其減輕污染的作用，他們將打印出來(lái)的結(jié)構(gòu)放入水中，并加入了有機(jī)分子（即污染物）。隨后該污染物被破壞了。二氧化鈦在溶液里羅丹明6G（rhodamine 6G）的降解中起到了光催化劑的作用?！斑@不僅僅針對(duì)污染物，可能人們感興趣的所有其它化學(xué)過(guò)程都能這么做。各種各樣的納米粒子都可以添加到聚合物中并3D打印出來(lái)。”Hartings說(shuō)。

不過(guò)，該研究的一個(gè)限制是，對(duì)于3D打印的結(jié)構(gòu)，所需要的納米顆粒濃度要小于結(jié)構(gòu)總質(zhì)量的百分之10。要獲得一個(gè)有效的結(jié)構(gòu)，根據(jù)實(shí)際需要，基本上百分之10的濃度已經(jīng)OK，Hartings說(shuō)。

除此之外，該研究中3D打印的結(jié)構(gòu)形狀比較簡(jiǎn)單。研究人員下一步的計(jì)劃是借助3D打印生成許多更為復(fù)雜的形狀，以了解3D打印結(jié)構(gòu)如何對(duì)化學(xué)反應(yīng)屬性產(chǎn)生影響，并且確定可以用于除去環(huán)境污染物的最佳3D打印形狀。