近日，哈佛大學(xué)的研究人員開發(fā)出了一種創(chuàng)新的防垢材料，它能夠大大減少鋼鐵的腐蝕和結(jié)垢?？梢哉f，這一發(fā)現(xiàn)對于3D打印愛好者們來說是一大福音，因為這種配有特殊材料的鋼材可以用作3D打印機的噴嘴，從而能夠大大改善其使用壽命和性能。

據(jù)了解，該研究團隊的一部分人員來自哈佛大學(xué)John A. Paulson工程和應(yīng)用科學(xué)學(xué)院。研究人員使用粗糙的、納米多孔的氧化物在鋼的表面制造了一層涂層，可以使合金強度更高、更安全和更耐用。該涂層據(jù)稱是迄今最耐用的防污、防腐材料，可以有效地排斥任何一種液體。

這種材料的耐久性和壽命對于3D打印機噴嘴來說可能具有重大意義。眾所周知，3D打印機鋼鐵部件比較同樣受到腐蝕和結(jié)垢。這是一個特別的大維妮塔，尤其是當用戶嘗試3D打印高粘性的材料時。這些粘性的線材往往要求打印噴嘴內(nèi)部的阻力越小越好，以保證其有效、均勻地擠出。

而且結(jié)垢的噴嘴對于3D生物打印技術(shù)來說也是一個大忌，因為這樣非常容易污染到打印對象。該項研究的共同作者，SLIPS技術(shù)公司聯(lián)合創(chuàng)始人兼技術(shù)副總裁Philseok Kim則并不認為這種污染會成為該新材料的一個問題。“因為我們的研究表明這種材料能夠成功地排斥細菌和血液。”Kim說。

當然，這種表面涂層除了3D打印之外在其他方面的應(yīng)用也很廣泛。因為作為一種低成本的常見金屬材料，鋼在許多領(lǐng)域，包括建造業(yè)、醫(yī)學(xué)和運輸業(yè)等，都有很大的應(yīng)用需求。

研究團隊的主要研究人員之一Joanna Aizenberg教授在開發(fā)不沾、防垢除垢材料方面擁有杰出成就。自從2011年開發(fā)出光滑液體注入多孔表面（SLIPS）之后，Aizenberg已經(jīng)證明了這種材料的多種用途。“我們的滑鋼比在此之前的任何防垢除垢的材料都更耐用。”她解釋道。“到目前為止，這兩個概念——機械耐用性和防垢除垢——互相掣肘。我們需要表面紋理和多孔帶來耐污性，但粗糙的納米結(jié)構(gòu)涂層是本質(zhì)上弱于他們的大部分類似物。這項研究表明，仔細的表面工程可以設(shè)計出一種材料，該材料能夠?qū)崿F(xiàn)多個甚至相互矛盾的功能，而不會出現(xiàn)性能退化。”

A—h圖像顯示出兩種材料的腐蝕演化情況。其中右邊的樣品是未改變的不銹鋼材料（300 級），左邊的是600納米厚的多孔膜鋼，它們都暴露在具有很強腐蝕性的Glyceregia不銹鋼浸蝕劑中

這種材料已經(jīng)過徹底測試。研究人員借助強烈的刮擦和錘打來測試其耐久性，而使用各種液體，包括水、油、腐蝕性介質(zhì)、含有細菌的生物體液和血液來測試其抗污性能，都獲得了良好的結(jié)果。目前該團隊的研究結(jié)果發(fā)表在了Nature Communications上。