荷兰瓦赫宁根大学和格罗宁根大学的科学家已经3D打印了一种具有蘑菇状微观设计的新型粘合材料。

通过结合使用3D打印和成型方法，该团队能够创建一种柔软的，带有真菌图案的粘合剂，该粘合剂能够附着到其他织物上而不会引起噪音或损坏。通过进一步的研究，该紧固件可以被部署来帮助软机器人垂直行走，甚至可以被军方用作隐形的无声紧固件。

该研究的作者之一评论说：“它可以用于许多用途，例如尿布或军用无声紧固件。” “仍然有很多研究要做，但是蘑菇形设计对于软机械紧固件的效果很好。”

荷兰研究人员从蘑菇的新型粘合材料设计中汲取了灵感（如图）。

自然启发的联锁装置

当近距离观察时，自然世界具有大量的机械互锁机构。例如，黄蜂和蜜蜂已经进化成一种自然的系统，可以在它们着陆时将翅膀固定在身体上，并且世界上许多最受欢迎的胶粘剂产品都基于这种有机设计。

VELCRO最初受到种子的启发，而类似的“ 3M双锁”系统已在医疗和纺织领域得到广泛使用。但是，与许多扣紧材料一样，它们具有刚性的联锁机构，当将它们固定在某些织物上时会留下持久的损坏，从而限制了它们在特定应用中的使用。

尽管近年来已经设计了几种替代方案，包括带有杵形钩的替代方案，但它们的刚度仍然会造成损坏，这仍然是一个严重的缺陷。为了克服这些陷阱，荷兰团队坚持认为需要一类新的无残留材料，因此他们选择开发自己的受真菌影响的粘合剂。

事实证明，与传统的紧固件相比，科学家的3D打印粘合剂对样品织物的损害要小。

印刷真菌样结构

尽管平版印刷术通常用于对软弹性体进行图案化，但要创建可互锁的特征，则需要达到亚毫米级的精度。结果，科学家选择用SLA 3D从PDMS聚合物中打印粘合剂，一旦成型，这些材料就会表现出200μm的真菌样特征。

为了评估其设计的有效性，荷兰小组随后测量了“密度”为3种尼龙合成纤维织物的不同密度样品的拉力。结果表明，PDMS在每个区域的性能都优于传统的3M双锁材料，它可以附着在每种织物上，而不会造成任何损坏。

然而，通过视频分析，科学家后来发现，印刷紧固件实现互锁所需的压力比所获得的抓地力高得多。为了解决这个问题，荷兰小组推论说，未来的版本可能具有较短的“蘑菇茎”，需要更少的压缩力才能附着在织物上。

类似地，发现具有较高特征密度的样品实现了更高的附着力，因为相邻蘑菇的存在似乎刺激了更大的尼龙渗透。总体而言，科学家的紧固件最大附着力为64mN / cm 2，但是虽然这比以前的研究要低，但他们这样做并没有损坏主体材料。

总的来说，团队认为他们能够在整个研究过程中积极调整紧固件特性的方法是他们的主要突破。将来的材料迭代可以用作垂直软机器人的夹具，也可以在最终应用中的农业环境中部署。

研究人员设法以200μm的特征打印材料，但最近微细加工技术的兴起使得能够精确生产更小，更复杂的零件。

例如，微型3D打印专家所制造的系统的制造规模据称比人发小100倍以上。该公司通过其机器营销其专有技术，该机器去年更名并推出。

同时，德国制造商双光子系统制造商将其技术部署为为其3D打印机供电的一种手段。该公司的最新机器能够制造纳米级折射和衍射微光学元件，细节可小至200微米。

微型配送专家在2019年4月获得了大型龙门式精密3D打印机的专利。如果该产品投入生产，则基于模块化梁的机器可以配备多个运动控制系统，从而使用户可以打印更大的尺寸物体的准确性更高。