6月4日，资源库获悉，复旦大学研究人员开发了一种为3D打印部件添加颜色的新方法，据说这种方法比传统染色或着色更安全。

据透露，该方法围绕着研究人员开发的一种生物相容性墨水，该墨水产生的部件能够通过“结构着色”改变外观，以响应热或光刺激。使用这种新材料，该团队表示可以生产从可穿戴生物传感器到更多儿童安全玩具的所有东西。

从论文中我们得知，这种胆甾型液晶墨水可以为下一代环保3D光子打印提供启示，墨水保持一种胆甾型液晶状态，从而产生结构色。该论文发表在本周的《美国国家科学院院刊》杂志上。

3D打印部件在不同的热条件下会变色，图片来自南华早报。

克服染色的毒性

除了3D打印之外，众所周知，某些消费品（例如染发剂和衣物染料）会导致用户出现健康问题。可持续服装运动组织good on you甚至说，在后者中，“今天使用的许多染料都是致癌的”，虽然臭名昭著的“偶氮染料”在欧盟被禁止，但它们经常在其他地方使用。

研究人员对用于为3D打印细丝着色的颜料感兴趣。虽然用于此目的的3D打印往往因材料而异，并且像许多东西一样，在某些浓度下可能是有毒的，尤其是当它们结块时。这就是为什么如此广泛的研究进入食品或皮肤接触“安全”的合格部分的部分原因，因为这些区域存在交叉污染的可能性。

话虽如此，在许多情况下，熔丝3D打印制造的部件着色对其最终应用仍然至关重要，无论它们是逼真的临床模型还是桌面人物。因此 ，上海复旦大学、南京东南大学和中国科学院大学的研究已经在自然界中找到了解决方案。

具体来说，科学家们试图复制一种称为结构着色的效应，这种效应被蝴蝶和孔雀等动物用于从伪装到吸引配偶中。在实践中，这种现象通过微观结构的表面产生颜色错觉，足以干扰可见光，通常不需要色素沉淀。

“当材料被照亮时，一些光源的波长会被反射，从而产生我们所看到的颜色，”该研究的主要作者尚洛然告诉《南华早报》 。 “在自然界中，蝴蝶、昆虫、变色龙和一些植物的翅膀上没有颜料就形成了鲜艳的金属色。”

“结构着色，基于颜色的物理特性，更加稳定，颜色不会轻易褪色。”

其他一些原型是使用该团队的仿生墨水进行3D打印的， 图片来自张卓豪。

一种“结构着色”的3D打印墨水

为了配制他们的新型3D打印材料，研究人员将明胶和水凝胶与羟丙基纤维素 (HPC) 和胆甾型纤维素液晶 (CLC) 结合在一起。使用HPC作为“构建块”，该团队发现他们能够开发出能够产生明亮金属色的CLC，而热响应水凝胶的集成使得这一过程可以被紫外线“触发”。

为了评估他们材料的变色能力，科学家们随后在锡箔和实验室工作台等平面上进行了不同形状的3D打印原型。在每种情况下，据说这些部件的外观都会根据提示改变，因此该团队现在声称他们正在研究改进配方的方法，例如用“天然衍生的替代品”替换其水凝胶。

研究人员表示，这样做可以使他们的墨水可食用，从而为其提供一个新的潜在市场。该团队还在研究使用他们的材料在曲面上制造零件的可能性。从理论上讲，这可以制造复杂的零件，例如儿童玩具中的零件，这些零件必须满足某些无毒标准。

“预计会进一步修改墨水的配方，”罗然总结道。“目前，物体打印在平面上。我们希望这项技术在未来能够适应不同形状的曲面，比如苹果。”

去年，美国陆军采用了类似的仿生方法，为一种在光学部件上应用类似飞蛾的“衍射涂层”的方法申请了专利。照片来自鲁本·马克斯。

受自然启发的增材制造

中国科学家的新材料可能很独特，但令人惊讶的是，自然界似乎经常成为3D打印创新的基础。就在去年， 美国陆军夜视实验室的成功开发了一种独特的 3D打印滚轮，能够印上可以使飞蛾隐形的图案在军事装备上。

另外，浙江大学研究人员将墨鱼作为他们开发的仿生细胞状结构，具有独特能量吸收能力超轻量级，但仍能承受高达自身重量20,000倍的变形，该团队表示，此类部件可用于制造飞机、装甲、车辆或建筑。

同样从海洋生物中汲取灵感，台湾科技大学的也提出了新的格子3D打印结构 ，可以模仿海胆的形态。利用这些生物机械稳定和承重的形状，那里的团队能够建造更高效的无支撑部件。

6月4日，资源库获悉，复旦大学研究人员开发了一种为3D打印部件添加颜色的新方法，据说这种方法比传统染色或着色更安全。

据透露，该方法围绕着研究人员开发的一种生物相容性墨水，该墨水产生的部件能够通过“结构着色”改变外观，以响应热或光刺激。使用这种新材料，该团队表示可以生产从可穿戴生物传感器到更多儿童安全玩具的所有东西。

从论文中我们得知，这种胆甾型液晶墨水可以为下一代环保3D光子打印提供启示，墨水保持一种胆甾型液晶状态，从而产生结构色。该论文发表在本周的《美国国家科学院院刊》杂志上。

3D打印部件在不同的热条件下会变色，图片来自南华早报。

克服染色的毒性

除了3D打印之外，众所周知，某些消费品（例如染发剂和衣物染料）会导致用户出现健康问题。可持续服装运动组织good on you甚至说，在后者中，“今天使用的许多染料都是致癌的”，虽然臭名昭著的“偶氮染料”在欧盟被禁止，但它们经常在其他地方使用。

研究人员对用于为3D打印细丝着色的颜料感兴趣。虽然用于此目的的3D打印往往因材料而异，并且像许多东西一样，在某些浓度下可能是有毒的，尤其是当它们结块时。这就是为什么如此广泛的研究进入食品或皮肤接触“安全”的合格部分的部分原因，因为这些区域存在交叉污染的可能性。

话虽如此，在许多情况下，熔丝3D打印制造的部件着色对其最终应用仍然至关重要，无论它们是逼真的临床模型还是桌面人物。因此 ，上海复旦大学、南京东南大学和中国科学院大学的研究已经在自然界中找到了解决方案。

具体来说，科学家们试图复制一种称为结构着色的效应，这种效应被蝴蝶和孔雀等动物用于从伪装到吸引配偶中。在实践中，这种现象通过微观结构的表面产生颜色错觉，足以干扰可见光，通常不需要色素沉淀。

“当材料被照亮时，一些光源的波长会被反射，从而产生我们所看到的颜色，”该研究的主要作者尚洛然告诉《南华早报》 。 “在自然界中，蝴蝶、昆虫、变色龙和一些植物的翅膀上没有颜料就形成了鲜艳的金属色。”

“结构着色，基于颜色的物理特性，更加稳定，颜色不会轻易褪色。”

其他一些原型是使用该团队的仿生墨水进行3D打印的， 图片来自张卓豪。

一种“结构着色”的3D打印墨水

为了配制他们的新型3D打印材料，研究人员将明胶和水凝胶与羟丙基纤维素 (HPC) 和胆甾型纤维素液晶 (CLC) 结合在一起。使用HPC作为“构建块”，该团队发现他们能够开发出能够产生明亮金属色的CLC，而热响应水凝胶的集成使得这一过程可以被紫外线“触发”。

为了评估他们材料的变色能力，科学家们随后在锡箔和实验室工作台等平面上进行了不同形状的3D打印原型。在每种情况下，据说这些部件的外观都会根据提示改变，因此该团队现在声称他们正在研究改进配方的方法，例如用“天然衍生的替代品”替换其水凝胶。

研究人员表示，这样做可以使他们的墨水可食用，从而为其提供一个新的潜在市场。该团队还在研究使用他们的材料在曲面上制造零件的可能性。从理论上讲，这可以制造复杂的零件，例如儿童玩具中的零件，这些零件必须满足某些无毒标准。

“预计会进一步修改墨水的配方，”罗然总结道。“目前，物体打印在平面上。我们希望这项技术在未来能够适应不同形状的曲面，比如苹果。”

去年，美国陆军采用了类似的仿生方法，为一种在光学部件上应用类似飞蛾的“衍射涂层”的方法申请了专利。照片来自鲁本·马克斯。

受自然启发的增材制造

中国科学家的新材料可能很独特，但令人惊讶的是，自然界似乎经常成为3D打印创新的基础。就在去年， 美国陆军夜视实验室的成功开发了一种独特的 3D打印滚轮，能够印上可以使飞蛾隐形的图案在军事装备上。

另外，浙江大学研究人员将墨鱼作为他们开发的仿生细胞状结构，具有独特能量吸收能力超轻量级，但仍能承受高达自身重量20,000倍的变形，该团队表示，此类部件可用于制造飞机、装甲、车辆或建筑。

同样从海洋生物中汲取灵感，台湾科技大学的也提出了新的格子3D打印结构 ，可以模仿海胆的形态。利用这些生物机械稳定和承重的形状，那里的团队能够建造更高效的无支撑部件。