3D打印技術近年來引起廣泛關注。光固化成型技術被認為是有潛力實現快速制備精密結構的3D打印技術之一。然而，相比基于擠出成型的3D打印方法，其材料利用率較低，且在連續3D打印過程中，液體樹脂不可避免地附著在固化結構的表面，其附著量會隨著打印速度和粘度的增加而增加；同時，由于光散射的存在，導致非圖案區中的樹脂發生額外的固化。以上因素會造成材料的大量浪費，并降低連續打印過程中的穩定性及分辨率。

中國科學院化學研究所綠色印刷重點實驗室宋延林課題組在前期發展的利用仿生超潤滑固化界面來減少固化樹脂與固化界面之間粘附（Research, 2018, 2018, 479560；Nature Communications, 2020, 11, 521）的工作基礎上，提出一種單墨滴3D打印策略，利用界面操作方法可制備出具有可控形貌的精細3D結構，實現墨滴一滴成型，并提高打印過程的穩定性及精度。光固化界面的界面性質對于單墨滴打印較為重要，有利于單墨滴三相接觸線（TCL）的連續收縮，實現高材料利用率的3D打印。研究表明，實現單墨滴3D連續打印需同時滿足兩個條件，即液體樹脂與固化樹脂間的粘附（γ1）應大于液體樹脂與固化界面之間的粘附（γ3），以及液體樹脂與固化界面之間的粘附（γ3）應大于固化樹脂與固化界面的粘附（γ2），該規律為單墨滴3D打印的通用性奠定基礎。通過調控墨滴尺寸和UV圖案參數可控制單墨滴打印的凈利用率，實現墨水一滴成型。該單墨滴連續3D打印方法為可控、按需個性化制備精細3D結構開辟新途徑。

連續單墨滴3D打印過程的機理及單墨滴3D打印中所涉及的界面

相關研究成果發表在Nature Communications上，論文通訊作者是化學所研究員宋延林和副研究員吳磊，第一作者是化學所博士生張虞。研究工作得到科技部、國家自然科學基金委和北京分子科學國家研究中心的支持。

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