科學家們創造出了一種三維列印介質，它可以在一次列印作業的不同部分呈現出不同的顏色。其中的奧秘在於利用紫外線來選擇性地改變材料的表面結構。通常，3D 列印機擠出的聚合物顏色由合成染料決定。這些染料的生產不僅對環境有害，而且一旦列印物體被丟棄，染料本身也可能成為污染物。

運用新技術列印的一隻五彩變色龍作為技術演示

此外，除了少數實驗性的例外情況，一個線軸上的所有聚合物絲通常都是一種顏色。這意味著，如果有人想在不同的地方3D 列印出不同顏色的單一物體，就需要在不同的線軸之間來回切換。

更重要的是，真正鮮豔的顏色（如蝴蝶翅膀上的顏色）很難以染料的形式生產出來。這是因為蝴蝶翅膀上的奈米級結構取代了顏料，它們能反射/散射和吸收周圍的白光，從而呈現出鮮紅、藍或綠等色彩。

在Diao Ying副教授和研究生Sanghyun Jeon 的帶領下，伊利諾大學厄巴納-香檳分校的研究人員開始在光敏三維列印墨水中複製這種效果。

由此產生的凝膠狀物質就是所謂的”可光照交聯瓶刷嵌段共聚物溶液”。之所以稱其為”瓶刷”，是因為從分子上講，它是由密集接枝的側鏈”刷子”組成的，這些側鏈”刷子”連接在一個共同的共享主幹上。

當墨水從列印噴嘴擠出後立即暴露在紫外線下，刷子頂端的分子會相互交聯。當墨水迅速凝固時，這些連接在一起的分子就會在材料表面形成類似蝴蝶翅膀的奈米結構。

透過同步擠出速度、列印頭運動和紫外光強度等因素，可以調整工藝，使成品的不同部分在可見光光譜內呈現出從深藍到橙色的各種顏色。這項技術還可以在顏色之間形成漸變，而這在3D 列印中是不可能實現的。

有關這項研究的論文最近發表在《美國國家科學院院刊》（PNAS）上。