来自德国海德堡大学与斯图加特大学的研究团队联合开发出一种新型"墨水"，能够通过光固化工艺实现电化学可切换导电聚合物的3D打印。这项创新使得氧化还原聚合物可通过数字光处理技术进行加工，制造出能够通过电化学调控实现颜色变化的复杂二维和三维结构。

该研究在"离子-电子混合传输：从基础到应用"研究培训项目的框架内开展，获得两所大学共同支持，为生产3D打印光电器件开辟了新路径。

数字光处理技术实现复杂结构快速制造

数字光处理是一种3D打印技术，通过选择性曝光于紫外光，将光敏"墨水"逐层固化为三维物体。相较于其他增材制造方法，DLP能快速生产复杂结构。"虽然该技术已成功应用于牙科等领域，但迄今为止，用于光电子学的导电聚合物DLP打印始终面临挑战，"海德堡大学分子系统工程与先进材料教授伊娃·布拉斯科解释道。

研究团队开发了含具有氧化还原活性咔唑基团的甲基丙烯酸酯基墨水，这些基团使聚合物链能够提供或接受电子。该特性使材料具备导电性，并能根据氧化还原状态改变颜色。使用这种光导墨水，研究人员成功制造了在打印后仍能进行电化学调控的结构，并保持可切换特性。"这项研究得益于海德堡与斯图加特实验室的紧密跨学科合作，"研究培训项目的博士研究员克里斯蒂安·德拉维尔和斯文娅·贝希托尔德共同强调。

含咔唑墨水被用于3D打印二维像素阵列、棋盘格图案及多层三维金字塔结构。这些结构初始状态近乎透明，在电化学刺激下依次转变为浅绿色、深绿色，最终接近黑色。"这一过程完全可逆，并可依据结构精确控制到像素级别。在第三维度（即结构高度方向）的控制尤其令人兴奋，"斯图加特大学聚合物化学研究所教授萨宾·路德维希补充道。

布拉斯科教授与路德维希教授指出，将高精度光固化3D打印与氧化还原聚合物相结合，为制造像素显示器或软体机器人中的致动器开辟了新可能，这些器件的体积可通过电化学调控实现切换。

DLP 3D打印技术相关进展

高精度DLP 3D打印技术的潜力远不止于海德堡与斯图加特团队开发的变色氧化还原聚合物。全球研究人员正在不断突破该技术极限，以制造更复杂的功能结构。

例如，劳伦斯利弗莫尔国家实验室与加州大学圣塔芭芭拉分校的团队开发了用于DLP打印的双波长树脂系统。该方法允许在单一树脂配方中同时构建永久性结构与可降解支撑，无需更换树脂或手动去除支撑。通过定制双波长DLP打印机实现的这一方法，显著简化了复杂三维物体的生产过程。

同样，由扎卡赖亚·A·佩奇领导的德克萨斯大学奥斯汀分校研究人员，开发了多色DLP树脂系统，可利用可溶解支撑快速制造独立结构。通过结合紫外光与可见光响应化学机制，团队制备出具有差异化溶解特性的材料，极大简化了后处理流程并拓展了设计可能性。