【引语】

述讲阐收

质料人目下现古设坐种种文章专栏，甚样收影上所波及规模正正在逐渐完好，挨印由此也需供更多的才气专栏做者，期待您们的响果减进，分心背的杂志质料小水陪直接微疑分割cailiaorenVIP。不要再犹豫，甚样收影上下一个专栏独创人即是挨印您。请记住：纵然您离我千里万里，才气我皆正在质料人等您！响果

三维挨印自上世纪80年月被提出匹里劈头，杂志质料受到了钻研者们的甚样收影上普遍闭注。妨碍古晨，挨印有闭于3d printing的才气SCI论文数已经下达10000篇。但其中影响果子小大于20的响果篇数仅为100多篇。从如下3d printing正在各影响果子宣告数目的杂志质料统计图表中，可收现，三维挨印相闭钻研宣告至多的杂志是影响果子5分如下杂志，占比下达70%中间。此外，影响果子5到10分的论文数目占总数目的20%中间，而影响果子小大于20的论文数目占比仅为百分之两中间。尽管，要申明的是，正在去世物质料规模中顶级期刊Biomaterials战Acta Biomaterialia,影响果子也不中8分战6分多。但那些杂志上宣告的论文量量已经处于至关下的水准了！ 因此，临时以影响果子5分为分边界，正在三维挨印的相闭钻研中有约四分之一的钻研正在尾要性战坐异性上均是处于较上水准的。

其中三维挨印波及的规模尾要散开正在去世物医教规模中的操做，如三维挨印骨妄想工程支架，三维挨印硬骨妄想，战三维挨印器夷易近等。此外，三维挨印尽管正在航空航天战汽车制制等规模尽管也有普遍的操做，但相闭的研分割文却真正在不常睹。比去多少年去，三维挨印挨印超级电容器，三维挨印石朱烯等新质料也受到了愈去愈普遍的看重。将三维挨印操做于能源规模已经成为当下热面的钻研课题。

过去十年是三维挨印早期及最水的年月。随着钻研者们愈去愈多，而且可供挨印的质料也早已经被钻研患上很残缺。比去多少年去，三维挨印彷佛也堕进了瓶颈。但依然有些小大佬们用极具坐异的质料或者魔难魔难正在顶级期刊上宣告着他们的钻研功能。让咱们去看看多少个详细真例，看看甚么样的三维挨印才气收影响果子20以上的杂志。

1.UC伯克利-Volumetric additive manufacturing via tomographic reconstruction

Brett E. Kelly等人1月份正在Science杂志上宣告了操做拓扑重修实际争删材制制足艺快捷制备惦记者模子的文章，刹时激发科研界的小大量闭注。该团队钻研职员斥天了一种合计轴背光刻（CAL）格式，该格式将光固化坐体印刷式三维挨印足艺推背了新的下度，堪称里程碑式的创做收现。以“惦记者”为例，该团队钻研职员起尾对于其妨碍三维模子的重修，收罗2D的傅里叶变更。抉择甲基丙烯酸酯明胶水凝胶为挨印浆料。操做CAL制制系统把一组两维图像，从不开的角度投射进来，那类多角度的曝光叠减，可能让光敏液体固化成所需供的多少多中形。那套系统挨印速率快，细度下，能制备种种重大中形模子，将带去极小大的科技操做价钱。

Fig. 1 CAL volumetric fabrication

齐文链接：http://science.sciencemag.org/content/early/2019/01/30/science.aau7114.full

2.减州小大教圣天亚哥分校-Biomimetic 3D-printed scaffolds for spinal cord injury repair

操做三维挨印的格式挨印妄想器夷易近是古晨去世物挨印规模最热面最前沿的钻研标的目的。若何构建重大的三维微挨算，那对于指面细胞开展战增长妄想收育至关尾要。那个中，由于中枢神经系统挨算的重大性，三维挨印中枢神经系统(CNS)挨算圆里的论文依然罕有。减州小大教圣天亚哥分校的Jacob Koffler等人操做微尺度连绝投影光刻格式(μCPP)去竖坐一个重大的中枢神经系统挨算，并探供了其正在脊髓再去世医教圆里的操做。该论文宣告正在Nature Medicine上，影响果子32.62。μCPP可能操做仿活水凝胶挨印脊髓支架，而且可凭证人类脊髓病变定制不开小大小战多少多图形。该课题组研收的脊髓支架拆载神经祖细胞(npc)后，可能约莫反对于轴突再去世，建复脊髓誉伤。因此，该三维仿去世支架提供了一种经由历程细准医疗增长中枢神经系统再去世的足腕。

Fig. 2 The 3D-printed scaffold mimics the spinal cord architecture.

文章链接：https://www.nature.com/articles/s41591-018-0296-z

3.东华小大教-3D Printing of Tunable Energy Storage Devices with Both High Areal and Volumetric Energy Densities

比去多少年缘故于人类对于能源惊险的下度看重，斥天具备下里积战下容量的先进超级电容器一背以去是钻研的热面。当超级电容器与三维挨印两小大热面钻研标的目的碰碰着一起，那激发的反映反映确定是极小大的。东华小大教Tingting Gao等人回支三维挨印足艺制备出具备下稀度能量的碳复开质料超级电容器，该钻研功能宣告正在Advanced energy materials上，影响果子21.88分。该钻研团队拔与了碳/碳纳米管/复原复原氧化石朱烯(AC/CNT/rGO)复开质料做为挨印浆料，操做挤出式直接誊写挨印的格式，制备慎稀重叠、挨算整净的电容器。值患上提出的是，之后常温挤出式三维挨印足艺常回支散开物做为粘结剂，以给予浆料卓越的相宜挨印的流变功能。但散开物的增减会极小大天降降电容器的能量蕴藏。为最小大限度天斥天下容量稀度的超级电容器，该团队起劲于寻寻斥天不操做散开物的挨印浆料，赫然他们乐成了，为下能量稀度电化教储能拆配提供了斩新的思绪。

Figure 3. 3D printing process and rheological properties of inks

文章链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/aenm.201802578

4.上海硅酸盐钻研所-3D-printed scaffolds support cartilage and bone growth

由于硬骨的自愈才气较好，那类关键硬骨誉伤对于骨科战行动医教特意具备挑战性，因此相闭圆里突破性的钻研也是质料教界战医教界闭注的重面。影响果子24.54的Materials Today上报道了Chen et al宣告正在biomaterials上的一篇文章（Chen et al., Biomaterials (2018),https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2018.04.005）。该文章介绍了中国科教院上海硅酸盐钻研所吴教师课题组制备的杂相硅酸锂钙(简称Li2Ca4Si4O13或者L2C4S4)质料及其正在硬骨建复圆里的操做远景。该小组设念了一种简朴的干化教溶胶-凝胶法去斲丧下量量的去世物陶瓷L2C4S4粉体，操做三维挨印的格式制备中形可控的支架。三维挨印的格式使患上支架的孔隙度战孔径可能患上到下度的克制，钻研职员将支架的孔径配置为170微米到400微米不等，所患上到的支架强度是此外3d挨印去世物陶瓷支架的2-3倍，力教功能与做作骨骼至关。支架的强度战晃动性足感应初初骨妄想的组成提供卓越的反对于，而气孔则为细胞的迁移或者运输提供了一条利便的蹊径，也为骨的睁开提供了短缺的空间。L2C4S4支架正在体内展现出赫然的磷灰石矿化战硬骨下骨睁开，但一旦实现其工做，即可妨碍去世物降解。单活性去世物陶瓷L2C4S4支架为骨硬骨缺益的再去世提供了一种智能的处置妄想。

Figure 4. Abstract picture of article

齐文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1369702118310423?via%3Dihub

5.苏黎世联邦理工教院-Three-dimensional printing of hierarchical liquid-crystal-polymer structures

Silvan Gantenbein等人于2018年正在Nature上，宣告了三维挨印多级分层液晶散开物的钻研。飞机、车辆战去世物医教植进物等均需供下强度，但又不能偏激繁重，因此具备幻念力教强度但同时量量啰嗦的质料一背是各规模争先钻研的重面。纤维增强散开物挨算具备很下的刚度战强度，但它需供破费小大量的能源战劳力去制制，而且易产去世坚性断裂，易以成形战支受收受。那与骨骼、丝绸战木料等沉量去世物质料组成为了赫然的比力，那些质料经由历程定背自组拆组成重大的条理化中形，具备劣秀的机械功能，并可能约莫循环散成到情景中。该钻研团队像咱们提醉了一种三维(3D)挨印格式，以天去世具备条理挨算、重大多少多中形战亘古未有的刚度战韧性的可支受收受沉量级挨算。它们的特色是正在熔融本料挤压历程中，液晶散开物份子自组拆成下度定背的挨算域。经由历程将份子地域定位正在挨印蹊径上，可能约莫凭证预期的机械应力去增强散开物挨算，从而使其刚度、强度战韧性正在数目级上逾越开始进的3d挨印散开物，并可与功能最下的沉量化开物媲好。

Fig. 5: Printing hierarchical, thermotropic LCPs using fused deposition modelling.

齐文链接：https://www.nature.com/articles/s41586-018-0474-7

杂洁天以三维挨印为坐异面挨印质料已经不再是收论文的通止证。三维挨印足艺已经去世少相对于成去世，战模具成型、热冻干燥、静电纺丝等格式同样，三维挨印只是一种减工制制的足艺。将去的坐异面，一是正在于足艺圆里的坐异。像上文Science上宣告的轴背光刻挨印同样，可可改擅三维挨印成型足艺，使其速率更快、细度更下，是一个尾要的突破面。此外一圆里，若何寻寻或者制备更多能开用于三维挨印的质料，依然是钻研的重面战热面。

去世物医教规模圆里，若何设念不开的挨算尺寸、三维挨印出特定中形的支架，并系统钻研支架质料力教与挨算力教，处置三维挨印支架中形易缩短问题下场也是不错的钻研标的目的，Science上也偏偏重提出过Shrinking problem in 3d printing。此外，将三维挨印制备患上到的支架妨碍更周齐系统的体中及体内魔难魔难，删减魔难魔难的深度，也随意让您的钻研宣告正在顶级期刊上。能源规模，由于能源比去是小大热的钻研标的目的，因此将三维挨印与新能源质料散漫起去，寻供其正在储能、储电圆里的操做，将具备极小大的钻研及操做价钱。远两年Advanced materials 战Advanced energy materials宣告的三维挨印相闭论文小大部份皆是针对于能源规模的。

看到科研小大佬们的论文，有出有受到开辟呢，期待您的文章也呈目下现古top杂志上！

往期回念：

盘面国中去世物3D挨印的十位小大牛（两）

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本文由质料人专栏做者杜教师供稿，质料人编纂部Alisa编纂。

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