雖然多材料3D打印機已經存在，但它們擠出的長絲通常在打印過程中的任何一個點都是同一種材料。然而，一個新的系統可以生產真正的多材料長絲，而且它們擁有潛在的非常有用的螺旋設計。該實驗裝置由哈佛大學的Jennifer Lewis教授、David Clarke教授和博士後學生Natalie Larson領導的一個團隊開發。

它的打印頭包含四個獨立的墨盒，每個墨盒可以包含不同的”墨水”（粘性打印材料）。所有四個墨盒都被送入一個噴嘴，該噴嘴擠出由所有墨水的連續股組成的單一長絲。

由於噴嘴在整個擠壓過程中不斷旋轉，因此絲線會以扭曲的螺旋模式相互纏繞。這種模式在自然界中也經常看到，它使肌肉纖維收縮，植物莖部改變形狀。當然，這也是DNA鏈所採取的形式。

用於生產燈絲的設備，頂部是墨盒，底部是旋轉的噴嘴Natalie Larson，哈佛大學路易斯實驗室

在一個實驗中，科學家們創造了人造肌肉絲，其中有幾條導電彈性纖維–作為兩個電極–在一個柔軟的彈性纖維基質中相互盤旋著。當電壓被施加到燈絲上時，它通過收縮作出反應。它收縮的程度取決於印刷時螺旋狀電極盤繞的緊密程度。

研究人員還創建了由交叉編織的長絲組成的格子狀結構，作為彈簧使用。同樣，通過改變這些絲線的盤繞緊密度，有可能調整絲線的彈性。可以想像，這種結構可以用作軟體機器人設備的鉸鍊或關節。

哈佛大學劉易斯實驗室的Natalie Larson，由交織的有彈性的多材料細絲組成的晶格。

該團隊現在正在完善該技術，並著眼於其他可能的應用。”通過設計和建造具有更極端內部特徵的噴嘴，這些分層生物啟發結構的分辨率、複雜性和性能可以進一步提高。

有關這項研究的論文最近發表在《自然》雜誌上。