近日，美國華盛頓大學的研究人員正在致力于開發一種使用3D打印技術制造易于讀取的機械力傳感器的方法，而這種傳感器使用傳統的制造方式幾乎不可能實現。

        基于傳感器的聚合物，這是一種特殊的材料，它能夠根據光線、溫度和受力狀況改變形狀或成份。但是這種材料在實際應用中很難使用，比如藥物遞送裝置。本來它的這種特性很適于作為藥物遞送裝置，但是由于傳統的制造方式往往需要高溫和其它破環性因素，使得這種材料的敏感反應特性經常會在制造過程中過早激活。

功能性聚合物能夠根據光線、溫度和受力狀況改變形狀或成份，并有希望用于制造傳感器或藥物遞送裝置。 來源：ACS APPL。

      研究人員已經發現了一種使用模具來配合這種材料一起工作的方法，帶抵消上述的不利現象。但是由于模具本身的限制，使得產品的形狀和 復雜性上都受到了限制。

        而華盛頓大學的化學副教授 Andrew J. Boydston帶領的研究團隊則使用商用3D打印機和這些敏感材料打印出拉伸時能夠改變顏色的力傳感器。

        研究人員首先開發出一種牽張敏感性聚合物，這種材料能夠承受商用3D打印機打印頭熱端的高溫擠出而不改變顏色或損壞。

        研究團隊然后創建了一種狗骨形狀（兩側寬，中間窄）的工具來測試這種材料，這種工具使用市場上銷售的聚己內酯（PCL）制成的，并包括一個內帶的含螺吡喃（Spiropyran）聚合物。

當材料被拉伸時，聚合物中的螺吡喃單元（左）就會異構成紫色的部花青（右）。 來源：ACS APPL。

        當壓力被施加到該裝置的任一端時，由于對含螺吡喃聚合物條帶的反作用力，變形物體就會變成紫色。他們的這一發現可用于測量特定材料的結構負荷或跟蹤材料經歷一個特定的力的時間量。

        為了測試他們的研究結果，研究人員使用相同的材料創建了另一個3D打印物體，并嵌入了四個含變色螺吡喃聚合物的正方形。通過對整個結構施加不同程度的力，研究人員可以根據嵌入正方形變紫的數量進一步測試準確性。

        Boydston稱，在傳統制造方式中，將一種材料嵌入另外一種材料并制造出一個裝置，特別是使用基于傳感器的材料，是比較困難的。但是3D打印機就能夠快速輕松地制造出這樣的設備。

        無論最終用戶是需要快速復制帶機械敏感性聚合物的設備，還是需要測試原型結構強度的工程師，開發團隊的研究結果對這些依靠快速原型協作他們的設計和開發過程的人員來說都是很有用的進展。