蓋世汽車訊 據外媒報道，瑞士蘇黎世聯邦理工學院（ETH Zurich）與瑞士聯邦材料科學與技術實驗室（Empa）創造了一項世界紀錄，他們3D列印了複雜物件，而該部件的纖維素含量比利用增材製造工藝打造的其他纖維素基部件的還要高。

（圖片來源：蘇黎世聯邦理工學院與瑞士聯邦材料科學與技術實驗室）

樹木和其他植物能夠自己生產纖維素，並利用纖維素打造具有非凡機械效能的複雜結構，因此，對於尋求製造具有特殊功能可持續產品的材料科學家而言，非常具有吸引力。不過，將材料加工成高含量纖維素的複雜結構，仍是一項巨大的挑戰。

（圖片來源：蘇黎世聯邦理工學院與瑞士聯邦材料科學與技術實驗室）

然而，蘇黎世聯邦理工學院與瑞士聯邦材料科學與技術實驗室的一組研究人員發現了利用3D列印技術加工纖維素的方法，製造出了極其複雜、但是含有大量纖維素顆粒的物體。

為了實現該目標，研究人員透過墨水直寫（direct ink writing，DIW）法，將列印技術與隨後的緻密工藝結合，將列印物體的纖維素提高至27%。

蘇黎世聯邦理工學院與瑞士聯邦材料科學與技術實驗室的研究人員承認，不是首家採用3D印表機處理纖維素的機構。不過，之前的方法也採用了含有纖維素的墨水，但無法生產出纖維素含量如此之高的複雜固體物體。

列印墨水的組成極其簡單，只由水組成，水中混合了纖維素顆粒以及幾百奈米大小的纖維，纖維素含量佔墨水總量的6%至14%。

（圖片來源：蘇黎世聯邦理工學院與瑞士聯邦材料科學與技術實驗室）

研究人員採用以下方法，將打印出來的纖維素產品進行了緻密化：利用纖維素基水墨列印物體後，將物體放入含有有機溶劑的槽中。由於纖維素不喜歡有機溶劑，所以纖維素顆粒會聚集，從而導致被列印的物體收縮，最終使材料中纖維素顆粒的相對數量顯著增加。

接下來，科學家們將此類物體浸泡在含有光敏塑膠前體的溶液中。透過蒸發除去溶劑，該塑膠前體會滲入到纖維素基支架中；接下來，為了將塑膠前體轉化為固體塑膠，科學家們將該物體暴露在紫外線下，從而產生了一種複合材料，纖維素含量達到了27%。

（圖片來源：蘇黎世聯邦理工學院與瑞士聯邦材料科學與技術實驗室）

此外，根據採用的塑膠前體的型別，研究人員能夠調整被列印物體的機械效能，例如彈性和強度，從而讓他們能夠根據應用的不同，打造堅硬或柔軟物體。

採用此種方法，研究人員能夠製造出各種各樣的複合物體，如只有1毫米厚的火焰雕塑等。不過，如果厚度超過5毫米，被列印部件進行緻密化會導致結構變形，因為對物體進行緻密化會讓物體表面比核心收縮更快。

研究人員們用X射線分析以及機械測試法研究了該物體，發現纖維素奈米晶體的排列方式與天然材料中的相似，表明可以控制被列印物體的纖維素微結構，從而製造出與生物系統中微結構類似的材料，如木材。

被列印物體的尺寸仍然很小，但是有很多潛在應用，從定製包裝到耳朵的軟管替代植入物等。研究人員還根據人體模型列印了一隻耳朵，不過，在此種產品能夠用於臨床實踐之前，還需要進行更多的臨床試驗研究。

此種纖維素技術也引起了汽車行業的興趣，而且日本汽車製造商利用該技術打造了一款跑車原型，該車車身幾乎全部採用纖維素基材料製成。