近日，哈佛大學(xué)的研究人員開(kāi)發(fā)出了一種創(chuàng)新的防垢材料，它能夠大大減少鋼鐵的腐蝕和結(jié)垢?？梢哉f(shuō)，這一發(fā)現(xiàn)對(duì)于3D打印愛(ài)好者們來(lái)說(shuō)是一大福音，因?yàn)檫@種配有特殊材料的鋼材可以用作3D打印機(jī)的噴嘴，從而能夠大大改善其使用壽命和性能。

據(jù)了解，該研究團(tuán)隊(duì)的一部分人員來(lái)自哈佛大學(xué)John A. Paulson工程和應(yīng)用科學(xué)學(xué)院。研究人員使用粗糙的、納米多孔的氧化物在鋼的表面制造了一層涂層，可以使合金強(qiáng)度更高、更安全和更耐用。該涂層據(jù)稱是迄今最耐用的防污、防腐材料，可以有效地排斥任何一種液體。

這種材料的耐久性和壽命對(duì)于3D打印機(jī)噴嘴來(lái)說(shuō)可能具有重大意義。眾所周知，3D打印機(jī)鋼鐵部件比較同樣受到腐蝕和結(jié)垢。這是一個(gè)特別的大維妮塔，尤其是當(dāng)用戶嘗試3D打印高粘性的材料時(shí)。這些粘性的線材往往要求打印噴嘴內(nèi)部的阻力越小越好，以保證其有效、均勻地?cái)D出。

而且結(jié)垢的噴嘴對(duì)于3D生物打印技術(shù)來(lái)說(shuō)也是一個(gè)大忌，因?yàn)檫@樣非常容易污染到打印對(duì)象。該項(xiàng)研究的共同作者，SLIPS技術(shù)公司聯(lián)合創(chuàng)始人兼技術(shù)副總裁Philseok Kim則并不認(rèn)為這種污染會(huì)成為該新材料的一個(gè)問(wèn)題。“因?yàn)槲覀兊难芯勘砻鬟@種材料能夠成功地排斥細(xì)菌和血液。”Kim說(shuō)。

當(dāng)然，這種表面涂層除了3D打印之外在其他方面的應(yīng)用也很廣泛。因?yàn)樽鳛橐环N低成本的常見(jiàn)金屬材料，鋼在許多領(lǐng)域，包括建造業(yè)、醫(yī)學(xué)和運(yùn)輸業(yè)等，都有很大的應(yīng)用需求。

研究團(tuán)隊(duì)的主要研究人員之一Joanna Aizenberg教授在開(kāi)發(fā)不沾、防垢除垢材料方面擁有杰出成就。自從2011年開(kāi)發(fā)出光滑液體注入多孔表面（SLIPS）之后，Aizenberg已經(jīng)證明了這種材料的多種用途。“我們的滑鋼比在此之前的任何防垢除垢的材料都更耐用。”她解釋道。“到目前為止，這兩個(gè)概念——機(jī)械耐用性和防垢除垢——互相掣肘。我們需要表面紋理和多孔帶來(lái)耐污性，但粗糙的納米結(jié)構(gòu)涂層是本質(zhì)上弱于他們的大部分類似物。這項(xiàng)研究表明，仔細(xì)的表面工程可以設(shè)計(jì)出一種材料，該材料能夠?qū)崿F(xiàn)多個(gè)甚至相互矛盾的功能，而不會(huì)出現(xiàn)性能退化。”

A—h圖像顯示出兩種材料的腐蝕演化情況。其中右邊的樣品是未改變的不銹鋼材料（300 級(jí)），左邊的是600納米厚的多孔膜鋼，它們都暴露在具有很強(qiáng)腐蝕性的Glyceregia不銹鋼浸蝕劑中

這種材料已經(jīng)過(guò)徹底測(cè)試。研究人員借助強(qiáng)烈的刮擦和錘打來(lái)測(cè)試其耐久性，而使用各種液體，包括水、油、腐蝕性介質(zhì)、含有細(xì)菌的生物體液和血液來(lái)測(cè)試其抗污性能，都獲得了良好的結(jié)果。目前該團(tuán)隊(duì)的研究結(jié)果發(fā)表在了Nature Communications上。