2D到3D繪圖首次用筆就能實現(xiàn) 發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》雜志上

鋼筆繪圖是一種簡單、廉價、直觀的2D圖形制作方法，而標(biāo)準(zhǔn)的3D打印需要一臺笨重、昂貴的機(jī)器，近日，科學(xué)家首次用筆實現(xiàn)了2D到3D的轉(zhuǎn)變。據(jù)24日發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》雜志上的最新論文，來自韓國首爾國立大學(xué)的研究人員開發(fā)了一種可以直接將筆畫的2D圖形轉(zhuǎn)換成3D圖形的技術(shù)。

報道稱，研究人員使用了一種類似記號筆的筆，用紅色和黑色的墨水在一塊巖石上，畫了一朵小紅花模樣的圖案。他們在筆中加入兩種不同的墨水：一種是紅色墨水，其中含有被稱為表面活性劑的化合物，可使油墨的黏合性降低;另一種是黑色墨水，不含表面活性劑，它可將圖形“錨定”在其繪制的表面上(如巖石)，使得紅色墨水繪制的圖形在轉(zhuǎn)變?yōu)?D形狀時能夠固定。

當(dāng)研究人員將繪制好的圖案浸入水中時，黑色墨水保持不動，但由于受一種被稱為毛細(xì)管誘導(dǎo)剝離現(xiàn)象的影響，紅色墨水膜會浮起，在該現(xiàn)象中，水會滲透到黏性較低的墨水和巖石之間。墨水是疏水性的，可以排斥水，因此由于薄膜和水之間的張力，黏性較小的墨水以3D形狀漂浮在表面上。

科學(xué)家們在試圖將成品從水中移走時遇到了一個障礙：精致的3D膠片無法保持原狀。因此，他們通過添加鐵微粒來調(diào)整兩種墨水的化學(xué)成分，并將圖紙浸入含有過硫酸鉀的溶液中。論文中稱，過硫酸鉀在浸泡3分鐘后會與鐵發(fā)生反應(yīng)，可覆蓋并增強(qiáng)3D物體的強(qiáng)度。

研究人員說，這種墨水可以應(yīng)用于現(xiàn)有的批量生產(chǎn)印刷品技術(shù)中，比如印刷報紙的卷對卷系統(tǒng)。物品將以2D形式被批量打印，然后被浸入到過硫酸鉀溶液中，并轉(zhuǎn)化為3D形式。

報道稱，該團(tuán)隊承認(rèn)，這項技術(shù)還需要改進(jìn)。例如，要將該技術(shù)用于建造諸如太陽能電池板之類的物體，它還必須能夠承載導(dǎo)電組件。沒有參與這項研究的哈佛大學(xué)工程師詹妮弗·劉易斯對此表示贊同。她說，如果墨水膜能夠攜帶電子電路，“那將是非常強(qiáng)大的。”盡管如此，她說，該團(tuán)隊的方法對3D打印領(lǐng)域來說是一個重要的進(jìn)步。

韓國蔚山國家科學(xué)與技術(shù)研究所材料科學(xué)家金繼云表示，這項技術(shù)除了對制造業(yè)有價值之外，用筆寫作還有一種不可抗拒的力量。“人們?nèi)匀幌矚g用手作畫。”她說：“看著自己的畫變得栩栩如生是一件有趣的事，因此我認(rèn)為這項技術(shù)也有藝術(shù)價值。”(張佳欣)