达特茅斯学院的研究人员近期开发了一种智能墨水，其可改变经3D打印技术打印成型后物体的形状及颜色。而这一智能墨水的研发有望为3D打印增添更多功能，而且可能为新一代印刷材料铺平道路。 达特茅斯化学助理教授Chenfeng Ke说：“这项技术使得3D打印的物体迎来了其技术上的春天，传统的3D打印中许多3D打印结构只能表现出其外部形状，不能反映材料分子的性质，但达特茅斯学院研发的这种油墨将功能分子带到了3D打印领域，从而使得我们可以打印各种用途的智能对象。” 许多3D打印协议依赖光固化树脂，并导致硬塑料物体具有刚性，而且其分子结构是具有随机性的。然而，新工艺使设计师能够在材料中保留特定的分子对齐和功能，并可以将这些结构进行转换从而用于3D打印领域。 研究人员通过在打印前和打印后的过程中结合使用新的技术，使得印刷品的尺寸减少到其原始尺寸的1％，其分辨率则提高到原来的10倍。而且3D打印的物体甚至可以通过使用超分子的柱子来不断地扩大和缩小尺寸。借助荧光跟踪器，可以使物体响应外部刺激（如光线）而改变颜色。 在打印后，能够减少对象的大小尺寸，同时可保留功能特性和高的分辨率，这使得廉价的打印机能够打印出高分辨率的物体，而在之前这些高分辨率的物体皆是由更复杂的打印机才能打印出来的。所以该项技术的研发，大大的降低了3D打印物体的成本。 根据这项被德国化学学会杂志Angewandte Chemie选为贵宾论文的研究报告表明，智能墨水可以以粗糙的300微米分辨率进行打印，但最终所得到的产品则是具有更精细的30微米线宽，大大提高了产品的精度。 Ke说：“这个过程可以使用1000美元的打印机来替代以前用10万美元的打印机来打印的较高精度物品，而这项技术关键就在于其具有可扩展性，适应性强，可以显着降低成本的优点。” 为了创造智能墨水，研究人员使用了一种基于聚合物的“载体”，将智能分子系统集成到印刷凝胶中，并允许将其功能从纳米级转变为宏观级。 虽然大多数材料在3D打印过程中易于硬化，但新工艺引入了一系列后期打印反应，即将活性成分锁定在一起，使得在整个打印过程中油墨可以保持分子结构的形式。 该项研究的结果表明印刷物体的分子设计被编程为自我转换：如果您提供化学燃料，它的外部形状尺寸会发生改变。而如果你照亮它（即其受到外部刺激时），它可以改变颜色。 Ke说：“这种油墨的特性是前所未有的，我们不仅可以3D打印物体，还可以让这些物体中的分子重新排列，以便在打印后达到肉眼可见的水平，这种发展为智能材料开发提供了巨大的潜能。” 虽然研究人员认为这项技术距离可以动态改变配置的智能3D系统还很遥远，但该技术的当前用途可能是打印精密过滤器和存储设备。随着时间的推移，研究人员预计该过程可能会导致一类新的宏观3D打印物体，从而用于输送药物或生成高分辨率骨替代物。 根据涉及到本研究的研究团队表示：“我们相信这种新方法将启动基于小分子的3D打印材料的开发，并大大加速智能材料和器件的开发，而且可能会超出我们目前的把握，能够对环境刺激的进行反应从而完成更为复杂的任务。” 就目前而言，研究人员预计智能油墨将对材料化学家，3D打印工程师以及其他有兴趣将功能材料引入3D打印的人员是有用的。
