新型温控3D打印生物墨水对人造器官更安全

新型温控3D打印生物墨水对人造器官更安全生物打印使用可3D打印的生物汇，这些物质--通常含有细胞--能使身体引起旨在实现组织再生的生物反应。由于3D打印过程中的高应力，生物汇必须具有特殊的机械和生物特性，才能在基于挤压的生物打印机中使用。它们还需要具有生物相容性和可生物降解性。目前基于水凝胶的生物汇在用于人体之前必须经过光固化过程。光固化会导致交联，即在水凝胶的聚合物链之间形成强大的、永久性的共价键，从而增加其在生理条件下的机械强度和稳定性。引入水凝胶以实现光固化的光引发剂由紫外线（UV）激活，但紫外线会损害细胞的DNA。化学交联是光固化的一种替代方法，使用一种试剂（交联剂）来达到同样的效果。现在，来自韩国科学技术研究院（KIST）的研究人员已经开发出一种新的水凝胶基生物墨水，可以保持其物理结构而不需要光固化或化学交联。该团队首次开发了一种基于聚有机磷苯的温度敏感水凝胶，它在低温下以液体形式存在--这意味着它可以很容易地被打印出来--并在体温（98.6°F/37°C）下变硬，而不需要光固化或化学交联。在接近体温的情况下，未光固化的3D生物图样在物理上是稳定的，并被生物降解为无毒材料。此外，研究人员证明，新的生物墨水可以装载能够长期储存的生长因子。这些蛋白质能刺激细胞生长和分化，身体的炎症反应和组织修复。研究人员将生长因子骨形态发生蛋白-2（BMP-2）和转化生长因子β1（TGF-β1）混合到生物墨水中，并创建了一个三维支架，他们将其植入了一只老鼠的受损头骨中。他们发现，周围的组织迁移到支架中，促进了正常骨骼的再生。该支架在42天内缓慢地进行了生物降解。研究小组正在继续开发他们的生物墨水，以用于骨骼以外的组织，并说它有一天可以用于人工器官。该研究的通讯作者Soo-ChangSong说："由于这次开发的生物墨水具有不同的物理特性，目前正在进行后续研究，将其应用于除骨组织以外的其他组织的再生，我们期望最终能够将为每个组织和器官量身定制的生物墨水商业化。"该研究发表在《Small》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1355187.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1355187.htm

澳科研团队运用尖端3D打印技术生产超高强度商用钛合金

澳科研团队运用尖端3D打印技术生产超高强度商用钛合金澳大利亚工程师领导的科研团队在最新一期《自然·材料》杂志上撰文称，他们首次使用3D打印方法，获得了迄今比强度最高的钛合金，这是航空航天、国防、能源和生物医学行业的一次重大飞跃。莫纳什大学的这项最新研究表明，尖端3D打印技术可用于生产超高强度商用钛合金，让其获得前所未有的机械性能。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1318677.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1318677.htm

农业废弃物制成的3D打印墨水可能使培养人造肉的过程成本更低

农业废弃物制成的3D打印墨水可能使培养人造肉的过程成本更低不用说，这些支架必须由可食用的材料制成。一种选择是使用动物副产品，如胶原蛋白或明胶，尽管这样做首先与购买无公害的培养肉相抵触。另一种方法是使用合成材料，但这些材料可能很昂贵。为了寻求一种非动物的低成本替代品，来自西交利物浦大学和新加坡国立大学的科学家们将目光投向了农作物废料。他们将从大麦或黑麦壳中提取的被称为原蛋白的谷类蛋白质与一种玉米蛋白结合起来，创造出一种可食用的3D打印墨水。然后，这种墨水被用来构建支架，用于生产培养的小鼠肉（这只是一个实验）和猪肉，加入甜菜汁是为了让肉有更自然的外形。原蛋白/玉米蛋白-水墨支架生产过程示意图研究人员发现用丙稀酰胺/玉米素墨水制作的支架与用聚己内酯（一种相当昂贵的可生物降解的聚酯）打印的支架性能相当。科学家们现在还在研究如何利用植物成分作为培养肌肉细胞的营养介质，这可以进一步降低生产成本。西交利物浦大学的孙杰教授说："这是一个大规模生产培养肉的新颖和颠覆性想法。利用食物垃圾中的营养物质来打印支架，不仅可以利用和提高食物垃圾的价值，还可以减轻畜牧业对环境的压力。"有关这项研究的论文最近发表在《先进材料》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1335391.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1335391.htm

研究人员首次实现用纯木材料3D打印物品

研究人员首次实现用纯木材料3D打印物品首先，在3D打印介质中使用木材并不是一个新想法。我们以前还看到过用从木材中提取的纤维素打印出的木质物品，以及用锯末与生物环氧树脂混合制成的3D打印吉他。麻省理工学院的科学家甚至正在开发一种方法，将实验室培养的木材培育成预定的三维形状。然而，休斯顿莱斯大学的研究人员声称，他们是第一批用完全由木材天然成分组成的材料3D打印出真正木制物品的人。除了水之外，粘稠的墨水还包括纤维素纳米纤维、纤维素纳米晶体和木质素--后者是一种有机聚合物，构成了包括树木在内的植物的大部分支撑组织。纤维素和木质素都可以从林业、建筑业和消费品行业产生的木材废料中获取。木墨是通过一种称为直接墨水写入（DIW）的3D打印工艺来连续分层构建物体的。这与常用的熔融沉积建模（FDM）技术类似，熔融材料从喷嘴中挤出，冷却后硬化。在DIW技术中，材料不是冷却，而是通过烧结工艺变成固体形式。对于木质油墨来说，烧结过程包括在-85ºC(-121ºF)温度下冷冻干燥印刷物体48小时，然后在180ºC(356ºF)温度下加热20至30分钟。加热步骤将木质素转化为一种"分子胶"，将纤维素纤维和晶体结合在一起。部分3D打印木制品，包括一张小桌子和一把小椅子据报道，用这种材料打印出来的小物件在外观、结构、质地、热稳定性甚至气味方面都与天然木材十分相似。它们在机械强度上也比天然轻木更强，天然轻木在研究中被用作基线。还有一个额外的好处，就是它们在废弃后可以生物降解。但更重要的是，用油墨打印物品时，只使用打印该物品所需的油墨量。相比之下，用天然木块雕刻或碾磨物品时，去掉的所有木料都会被浪费掉。首席科学家穆罕默德-拉赫曼（MuhammadRahman）副教授说："直接利用自身天然成分创建木结构的能力为更加环保和创新的未来奠定了基础。它预示着一个可持续3D打印木结构的新时代。"科学家们承认，该过程中的冷冻干燥和加热步骤需要大量能源，因此他们正在探索替代方法。他们的研究论文最近发表在《科学进展》（ScienceAdvances）杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1424440.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1424440.htm

研究：气动“人造肌肉”可由3D打印机制造

研究：气动“人造肌肉”可由3D打印机制造我们已经听到了很多关于“人造肌肉”的消息，它使机器人设备或假肢能够完成类似人类的动作。虽然它们大多是在实验室里利用高科技材料制造的，但一种新的类型可以由业余爱好者使用3D打印机制造。被称为基于几何结构来收缩和伸长的驱动器(GRACE)的气动执行系统是由意大利技术研究院(IIT)和圣安娜高等研究学院(SSSA）的科学家们设计的。每个致动器采用柔性中空塑料灯泡的形式，其两侧有褶皱。当空气通过连接的软管泵入执行器时，它会纵向收缩，同时径向膨胀——换句话说，它会变得更短更胖。另一方面，当空气被抽出时，执行器变得更长更薄。因此，如果将其纳入机器人手指（作为一个例子），当空气被泵入时，推杆可以将手指拉近，而当空气被抽走时，推杆可以将其伸直。根据预期的应用，推杆可以被制成各种形状和尺寸，各种外壳厚度，由各种类型的塑料制成。除其他事项外，这些变量有助于确定单个推杆的膨胀和收缩程度，它在这样做时的移动方向，以及激活它需要多大的气压。在该技术的演示中，由SSSA博士生CorradoDePascali领导的团队创造了一个真人大小的机器人手，其中包括18个GRACE执行器。它完全由软性树脂制成，并在一个单一的3D打印过程中制造。通过抽出或收回“十分之几”的空气，可以使机器人手的手指弯曲或伸直，在手掌处旋转，并在手腕处旋转。整个东西只有大约100克重，尽管其中的每个致动器被设计成可以支持超过其自身重量的1000倍。这项研究在最近发表于《科学机器人》杂志的一篇论文中进行了描述。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1310611.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1310611.htm

数字烹饪来了 3D打印蛋糕色香味俱全

数字烹饪来了3D打印蛋糕色香味俱全在全麦饼干上打印花生酱。图片来源：《npj·食品科学》许多烹饪方法（如使用烤架、烤箱、炉灶和微波炉）需要一些人工操作，其运作会加热统一的整个区域，可能会导致加热低效。3D食物打印如今才刚起步，但由于其定制化、便利等优点，或许会越来越受欢迎。为展示3D食物打印的潜力，美国哥伦比亚大学研究团队尝试打印了多种芝士蛋糕的设计，组合了7种关键成分：全麦饼干、花生酱、能多益巧克力酱、香蕉泥、草莓果酱、樱桃淋酱和糖霜。他们发现，最成功的设计和建筑原理相似，以全麦饼干作为蛋糕每一层的基础成分，花生酱和能多益作为支撑层形成坑洼以容纳较软的成分（香蕉和果酱）最佳。一块用7种成分打印而成的甜品。图片来源：《npj·食品科学》研究团队认为，激光烹饪和3D打印食品，能让主厨在毫米级的尺度集中香气和质感，创造出新的食物体验。这些技术可能使烹饪更加营养、便利且成本效益更佳，因为它们使用高能量、针对性的光，进行高分辨率的定制加热。此外，人们越发强调食品安全，用更少的人类操作进行食物准备，或可降低食物源疾病等传播的风险。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1350561.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1350561.htm