重大突破！科學(xué)家首次用筆實(shí)現了2D到3D轉變

鋼筆繪圖是一種簡(jiǎn)單、廉價(jià)、直觀(guān)的2D圖形制作方法，而標準的3D打印需要一臺笨重、昂貴的機器，近日，科學(xué)家首次用筆實(shí)現了2D到3D的轉變。據24日發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》雜志上的最新論文，來(lái)自韓國首爾國立大學(xué)的研究人員開(kāi)發(fā)了一種可以直接將筆畫(huà)的2D圖形轉換成3D圖形的技術(shù)。

報道稱(chēng)，研究人員使用了一種類(lèi)似記號筆的筆，用紅色和黑色的墨水在一塊巖石上，畫(huà)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(chēng)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變?yōu)?D形狀時(shí)能夠固定。

當研究人員將繪制好的圖案浸入水中時(shí)，黑色墨水保持不動(dòng)，但由于受一種被稱(chēng)為毛細管誘導剝離現象的影響，紅色墨水膜會(huì )浮起，在該現象中，水會(huì )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(shí)遇到了一個(gè)障礙：精致的3D膠片無(wú)法保持原狀。因此，他們通過(guò)添加鐵微粒來(lái)調整兩種墨水的化學(xué)成分，并將圖紙浸入含有過(guò)硫酸鉀的溶液中。論文中稱(chēng)，過(guò)硫酸鉀在浸泡3分鐘后會(huì )與鐵發(fā)生反應，可覆蓋并增強3D物體的強度。

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

報道稱(chēng)，該團隊承認，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(yáng)能電池板之類(lèi)的物體，它還必須能夠承載導電組件。沒(méi)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(shuō)，如果墨水膜能夠攜帶電子電路，“那將是非常強大的。”盡管如此，她說(shuō)，該團隊的方法對3D打印領(lǐng)域來(lái)說(shuō)是一個(gè)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(jià)值之外，用筆寫(xiě)作還有一種不可抗拒的力量。“人們仍然喜歡用手作畫(huà)。”她說(shuō)：“看著(zhù)自己的畫(huà)變得栩栩如生是一件有趣的事，因此我認為這項技術(shù)也有藝術(shù)價(jià)值。”

總編輯圈點(diǎn)

其實(shí)，乍看這一技術(shù)，未免覺(jué)得有些“復古”：得手工操作，使用特制墨水;再用硫酸鉀溶液浸泡，讓3D膠片顯現，然后將其完整地轉移到其他介質(zhì)上。不過(guò)，仔細一想，其實(shí)電腦打印同樣可行，也能批量生產(chǎn)。泡一泡，就完成從二維向三維的轉變，還挺有趣。不過(guò)，它的商業(yè)價(jià)值還有待檢驗。研究人員還提出了另一個(gè)好玩的應用領(lǐng)域，那就是藝術(shù)。這種新方式，能對書(shū)法、繪畫(huà)作品進(jìn)行“升維”。手工完成作品，再將它手動(dòng)轉成3D效果，確實(shí)是讓人耳目一新的體驗。(實(shí)習記者張佳欣)

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