雖然3D打印被認(rèn)為是未來(lái)的制造技術(shù)——能夠以更短的時(shí)間、更少的浪費(fèi)制造出以前無(wú)法想象的幾何形狀——但是其不可否認(rèn)的缺點(diǎn)是，很多3D打印材料，尤其是SLA樹(shù)脂，對(duì)人體和環(huán)境是有毒性的。

“對(duì)可用于3D打印的生物友好材料的開(kāi)發(fā)，這種材料往往是安全和可持續(xù)的，將導(dǎo)致很多新的應(yīng)用的涌現(xiàn)，并拓展新的市場(chǎng)，因此這一問(wèn)題的解決將是解鎖增材制造潛力的一大關(guān)鍵。

據(jù)了解，這份報(bào)告起始于對(duì)用于歐特克Ember SLA 3D打印機(jī)的光敏樹(shù)脂以及其它商業(yè)上可用的樹(shù)脂的健康和危險(xiǎn)評(píng)估。這項(xiàng)評(píng)估發(fā)現(xiàn)，甚至在聚合過(guò)程（即通過(guò)UV光源硬化樹(shù)脂）之后，殘余的液態(tài)樹(shù)脂仍然 存在。這種樹(shù)脂被認(rèn)為是有毒、有害的廢物，而且推著時(shí)間的推移可能導(dǎo)致過(guò)敏，甚至進(jìn)一步引發(fā)更加有害的反應(yīng)，包括哮喘和皮疹等。

為了找到可以替代上述材料的無(wú)毒配方，研究人員著重于從仿生學(xué)的概念出發(fā)，也就是從自然界中尋找靈感，并將其用于科技發(fā)展。其邏輯是，既然自然本身已經(jīng)提供了最有效、可持續(xù)的和有益的材料和工藝，那么為什么要用那些有毒、有限的人造“解決方案”來(lái)替代它呢？

具體來(lái)說(shuō)，研究團(tuán)隊(duì)從PR48開(kāi)始著手，PR48也被稱為歐特克標(biāo)準(zhǔn)透明原型樹(shù)脂。從PR48這種材料開(kāi)始使得研究人員能夠隔離樹(shù)脂中那些有害的元素，并設(shè)計(jì)一種方法來(lái)替代或者消除它們。

最終，PR48中的有害物質(zhì)被認(rèn)為是光引發(fā)劑和丙烯酸酯單體，這兩種成分目前對(duì)人類健康和環(huán)境都有危害。在此基礎(chǔ)上，研究人員們總結(jié)出了三種方法來(lái)改進(jìn)PR48與類似的SLA 3D打印樹(shù)脂所帶來(lái)的負(fù)面影響：

· 更換光引發(fā)劑

· 修改樹(shù)脂中的丙烯酸酯

· 創(chuàng)建一種全新的樹(shù)脂

例如，那些天然的食品添加劑，如姜黃素和核黃素（維生素B2）可以結(jié)合在一起用作光引發(fā)劑，以取代PR48中有毒的TPO。

至于丙烯酸酯，按重量計(jì)算約占PR48中的99%，可以通過(guò)增加其分子質(zhì)量來(lái)進(jìn)行修改，從而降低其被皮膚吸收的能力。為此，研究人員提出使用含有酒精的甘油三酯（脂肪）來(lái)替代，這種成分往往來(lái)自蓖麻油或殼聚糖，而后者可以從蝦殼中提取。

據(jù)研究人員們稱，上述兩種方法均被視為是對(duì)PR48配方的增量改變：“與目前商業(yè)上可用的石油基SLA樹(shù)脂來(lái)說(shuō)，這些替代的生物基成分更具可持續(xù)性。而且在結(jié)合在一起使用的時(shí)候，這些增量改變的成分可以增加安全性、降低成本，從而可以大大降低其危害，并可用于新的應(yīng)用。

其第三種選擇，則要求徹底改革：即超越丙烯酸酯，基于生物系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的全新SLA樹(shù)脂配方。

例如，有兩種可以替代的配方靈感就來(lái)自牡蠣和貽貝。“這些物種能夠承受海水移動(dòng)時(shí)的巨大作用力并牢牢地粘在巖石上。其秘密在于它們能夠利用海水中PH值的變化形成膠水，這種膠水會(huì)形成被稱為“足絲”的絲線，這些軟體動(dòng)物就用它們將自己牢固地固定在巖石表面?！彼麄兘忉屨f(shuō)。

通過(guò)開(kāi)發(fā)出一種可以模擬貽貝分泌的蛋白質(zhì)的光敏樹(shù)脂，研究人員們認(rèn)為他們可以創(chuàng)造出一種樹(shù)脂，這種樹(shù)脂可以將不同材料的屬性集中在一個(gè)3D打印件里。

顯然，在自然界供有很多有趣的材料和工藝，不僅能夠改進(jìn)3D打印的毒性，甚至有可能推動(dòng)其技術(shù)的發(fā)展。