基于光固化的數字光處理（Digital Light Processing, DLP）3D打印是一種高速度，高精度的打印技術。近年來其應用已從早期的快速成型逐漸擴展到各種智能器件的打印。單一材料已經無法滿足各種功能化的打印需求。
圖一：灰度數字光處理的基本原理及展示
在低轉化率下，有機單體在氫鍵作用下和共價交聯網絡形成穩定的高拉伸（~1500%）低模量（~0.01MPa）有機凝膠軟材料。同時又能在完全反應的情況下轉化為模量高達480MPa的硬質聚合物。灰度數字光處理技術則實現了對打印結構力學特征在50微米尺度的像素級精確調控。如圖一所示，基于該技術打印的蝸牛，不僅能實現結構形狀的高精度復制，還能還原其不同結構的力學特征：柔軟可拉伸的身體和堅硬的外殼；谠摯蛴〖夹g，作者展示了其在過去無法通過單次打印一體成型的各類復雜結構及器件制造上的可行性。
圖二：通過該技術打印的各類力學復合結構
仿生結構
圖三：通過該技術打印的各類仿生結構
氣動驅動結構
圖四：通過該技術打印的各類氣動驅動機構
高拉伸的有機凝膠也展示了該技術在氣動驅動器件上的應用潛力。圖四打印的仿河豚魚結構，其魚肚為有機凝膠態，身體其余部分為硬質聚合物。可用氣動驅動該空腔結構來模擬河豚的應激變形。而過去難以制造的氣動執行器也可以通過灰度數字光處理技術快速成型，實現可控的拉伸、彎曲、收縮和旋轉的基本動作，以及通過基本動作疊加的各類復雜動作。文章展示了一個纏繞抓取的氣動驅動結構。
圖五：通過該技術打印的各類定制傳感器
文章展示了該技術在各類可交互，可穿戴的電子器件及傳感器制造上的應用。在器件結構中打印微孔并注入液態金屬，可實現對包括應變、壓力、穿戴式等各類傳感器的高度定制化打印。
該工作通過聚合前驅體的材料創新結合灰度數字光處理技術，實現了對打印結構的材料力學特征大范圍調控。為聚合物基連續功能梯度材料與結構的一體化制造提供了新思路，進一步拓展了數字光處理在各類多材料功能異質結構制造上的應用范圍。
原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-023-36909-y
