研究人員探索新的顆粒操縱技術(shù)以用于3D打印

        金發(fā)姑娘原則（Goldilocks Principle）可以用于許多不同的情況，而如今，它形象地描述了如何操縱微觀分子以推動(dòng)3D打印技術(shù)的發(fā)展。來(lái)自紐約大學(xué)的一隊(duì)科學(xué)家正在開(kāi)發(fā)能夠適應(yīng)環(huán)境的“智能材料”，他們發(fā)現(xiàn)了在微觀世界中聚合物膠體擁有自己的規(guī)則。他們的發(fā)現(xiàn)作為研究論文發(fā)表在《Nature Materials》上。

        所謂“金發(fā)姑娘原則”源自西方童話中《金發(fā)姑娘和三只熊》的故事。金發(fā)姑娘發(fā)現(xiàn)了三只熊的房子，每只熊都有自己喜歡的食物和床。在挨個(gè)嘗試過(guò)三只熊的食物和床后，金發(fā)姑娘發(fā)現(xiàn)有一個(gè)要么太大/太熱，一個(gè)要么太小/太涼，只有一個(gè)是“剛剛好”。所以金發(fā)姑娘原則常常意指適中、中間地帶，有點(diǎn)類(lèi)似于中國(guó)的中庸之道的意思。

        聚合物（polymer），顧名思意，就是由很多或一串分子聚合在一起形成的結(jié)構(gòu)。而膠體（Colloids）則是分子與其他不相容的物質(zhì)混合而成。而這項(xiàng)研究中的聚合物顆粒和膠體顆粒大小相差極大，分別是十億分之一米和百萬(wàn)分之一米的區(qū)別，好像金發(fā)姑娘原理在這里并不適用。

        不過(guò)這項(xiàng)研究其實(shí)關(guān)注的是溫度，意在探索聚合物和膠體材料在不同應(yīng)用中根據(jù)溫度變化表現(xiàn)出來(lái)的屬性，科學(xué)家們推測(cè)，3D打印技術(shù)中使用或生成的材料可以通過(guò)使用分子間的焓引力（enthralpic attraction）來(lái)增強(qiáng)，所謂焓引力是一種粘合能量，有可能會(huì)使3D打印的效果更佳清晰、驚人。他們正在研究的屬性，可廣泛用于各種消費(fèi)產(chǎn)品，如：油漆、牛奶、明膠、玻璃、陶瓷等。

        科學(xué)家們解釋說(shuō)，當(dāng)溫度范圍在室溫到85攝氏度之間時(shí)，聚合物會(huì)撞到更大的膠體顆粒并由于壓力被壓在一起。膠體分子會(huì)在這個(gè)過(guò)程中變成晶體以“最大化聚合物的隨機(jī)運(yùn)動(dòng)和空間�！碑�(dāng)繼續(xù)加熱時(shí)它們就開(kāi)始融化；不過(guò)這個(gè)時(shí)候會(huì)有特殊情況發(fā)生了：當(dāng)它們進(jìn)一步融化時(shí)，他們又開(kāi)始變硬了。這些分子形成了一種類(lèi)似果凍的物質(zhì)——這種形態(tài)比晶體形式更容易被操縱——然后進(jìn)一步，使用這種類(lèi)型的操縱，顆粒物可能是更適合于3D打印。

        “這些研究結(jié)果表明，對(duì)于工程師來(lái)說(shuō)，材料可能表現(xiàn)出來(lái)的性能不僅取決于溫度，而且還可以通過(guò)一系列方法來(lái)操作的最小粒子來(lái)獲得�！痹撗芯繄�(bào)告的主要作者，紐約大學(xué)的博士生Lang Feng解釋說(shuō)。

        在中間水平時(shí)，焓吸引力的動(dòng)力不發(fā)揮作用，而溫度越高，焓吸引力的動(dòng)力作用就越大，就更適用于操作處理3D打印材料。