3D打印技術(shù)近年來引起了廣泛關(guān)注。光固化成型技術(shù)被認(rèn)為是最有潛力實現(xiàn)快速制備精密結(jié)構(gòu)的3D打印技術(shù)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，而且在連續(xù)3D打印過程中，液體樹脂不可避免地附著在固化結(jié)構(gòu)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(dǎo)致非圖案區(qū)中的樹脂發(fā)生額外的固化。以上因素不僅會造成材料的大量浪費，還降低了連續(xù)打印過程中的穩(wěn)定性及分辨率。 

最近，在科技部、國家自然科學(xué)基金委和北京分子科學(xué)國家研究中心的大力支持下，中國科學(xué)院化學(xué)研究所綠色印刷重點實驗室宋延林課題組在前期發(fā)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(chǔ)上，提出了一種單墨滴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(xì)3D結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了墨滴一滴成型，并提高了打印過程的穩(wěn)定性及精度。光固化界面的界面性質(zhì)對于單墨滴打印至關(guān)重要，這有利于單墨滴三相接觸線（TCL）的連續(xù)收縮，實現(xiàn)高材料利用率的3D打印。研究表明：實現(xiàn)單墨滴3D連續(xù)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(yīng)大于液體樹脂與固化界面之間的粘附（γ3），且液體樹脂與固化界面之間的粘附（γ3）應(yīng)大于固化樹脂與固化界面的粘附（γ2），該規(guī)律為單墨滴3D打印的通用性奠定了基礎(chǔ)。通過調(diào)控墨滴尺寸和UV圖案參數(shù)可控制單墨滴打印的凈利用率，實現(xiàn)墨水一滴成型。該單墨滴連續(xù)3D打印方法為可控、按需個性化制備精細(xì)3D結(jié)構(gòu)開辟了新途徑。該項研究成果近日發(fā)表于Nat. Commun., 2020, 11, 4685上，通訊作者是宋延林研究員和吳磊副研究員，第一作者是博士生張虞。 

連續(xù)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