新加坡科技设计大学 (SUTD) 的研究人员开发出一种新方法，利用慢固化材料 3D 打印复杂的仿生结构。该方法专门解决了直接墨水书写过程中使用硅胶、环氧树脂和聚氨酯等材料时遇到的挑战，这些材料对于创建软机械超材料至关重要。

3D 打印机器打印的的纤毛形状呈现字母“S”。（图片来源：SUTD）

由副教授 Pablo Valdivia y Alvarado 领导的研究团队创建了一个优化的刀具路径设计系统，该系统将 3D 对象分解为点和简单形状。这种方法减少了打印过程中不必要的启动和停止，使其更有效地创建受自然启发的轻质结构。

科学家们通过创建各种结构（包括纤毛、网状物和晶格）来测试他们的方法。他们的实验显示出令人鼓舞的结果，3D 打印的晶格显示最大冲击峰值力减少了 85%。该团队还通过在市售硅胶材料中添加一种名为 Thivex 的改性剂，开发了九种不同的材料组合。

“尽管该方法仍处于研究阶段，但其定制化、高性能设计的潜力使其与专注于机器人、可穿戴技术和先进超材料的行业高度相关，”副教授 Valdivia y Alvarado 表示。该团队目前正在致力于提高该方法的扩展效率并降低成本。

未来的发展将侧重于探索多材料打印功能并融入机器学习技术。这些进步旨在使用户能够为其超材料设计指定性能指标，从而有可能扩大其在软机器人和防护装备制造中的应用。