基于光固化的数字光拘束（Digital Light Processing, DLP）3D打印是一种高快度，高精度的打印手段。频年来其应用已从早期的快速成型慢慢扩张到百般智能器件的打印。单一资料一经无法知足千般职能化的打印需要。

　　基于此，佐治亚理工学院齐航老师团队合股丰田汽车研发团队履历在会集前驱体质料上的创新盘算并勾搭灰度数字光束缚手艺(grayscale DLP)对单体改变率无误限定，不妨在大局限内调控打印机闭的力学特色。该技巧行使单一前驱体告竣了多材料功能机关的一体成型，极大拓展了数字光料理3D打印的行使局部。

　　在低转变率下，有机单体在氢键效率下和共价交联汇集形成安闲的高拉伸（~1500%）低模量（~0.01MPa）有机凝胶软资料。同时又能在完好响应的情况下转动为模量高达480MPa的硬质蚁合物。灰度数字光治理技术则竣工了对打印圈套力学特色在50微米规范的像素级切确调控。如图一所示，基于该技巧打印的蜗牛，不只能完毕罗网模样的高精度复制，还能还原其阔别组织的力学特征：优柔可拉伸的身段和死板的外壳。基于该打印技巧，作者浮现了其在过去无法资历单次打印一体成型的万种丰富罗网及器件创造上的可行性。

　　作品显露了资历该方法了结的内嵌纤维的各向异性构造，高仿真胶原三螺旋罗网和功能梯度陷阱等杂乱力学陷坑的一体成型。

　　人体及各类生物陷阱平淡都为软硬复合圈套。此类复合仿生机合的一体化成型接连是3D打印的一大难点。图三表现了该事务在此类操纵上的合用示例。定制化速快打印具有解剖陷坑与机械性能的心脏瓣膜高仿真模型，能够襄理大夫对植入体实行术前临床效仿探究。仿生鱼鳍构造可以打印出坚硬的鱼骨和可开关的肌肉，可用于万种仿活力器部件。同时不妨始末该手腕打印层状贝壳珍珠母(Nacre)或者纤维布利冈(Bouligand) 等工程仿生复合机合，襄理探求其强韧机制。

　　高拉伸的有机凝胶也表示了该本事在气动驱动器件上的操纵潜力。图四打印的仿河豚鱼圈套，其鱼肚为有机凝胶态，身材此外局部为硬质聚会物。可用气动驱动该空腔陷坑来模拟河豚的应激变形。而从前难以制造的气动施行器也能够体验灰度数字光经管技能快快成型，完毕可控的拉伸、阻拦、中断和扭转的根底手脚，以及资历底子举止叠加的各式丰富动作。作品发现了一个缠绕抓取的气动驱动罗网。

　　著作涌现了该本事在各样可交互，可穿戴的电子器件及传感器缔造上的使用。在器件机合中打印微孔并注入液态金属，可结束对征采应变、压力、穿着式等百般传感器的高度定制化打印。

　　该事情经过鸠关前驱体的原料更始勾搭灰度数字光料理本事，了结了对打印组织的原料力学特色大控制调控。为聚关物基接续机能梯度质料与陷阱的一体化创筑供给了新思路，进一步拓展了数字光经管在千般多原料功能异质机关制造上的行使局限。

　　佐治亚理工齐航教师为该论文通讯作者，岳亮博士为文章第一作者。著作合作者包括来着佐治亚理工团队的S. Macrae Montgomery，孙晓昊博士，余璐霞博士和来自丰田汽车北美探求院的宋宇阳博士和Masato Tanaka博士以及丰田焦点研发施行室的Tsuyoshi Nomura博士。该办事于克日颁发在Nature Communications。

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