3D プリンティングというと、ほとんどの人は、一般的に使用されている技術、つまり熱溶解積層モデリング (FDM) を思い浮かべます。この方法では、溶融ポリマーをノズルから押し出し、ポリマーが固体状態に冷却されるにつれて連続した堆積層でオブジェクトを構築します。直接インク書き込み (DIW) と呼ばれる別の技術も、ノズルから内容物を絞り出します。ただし、この場合、材料は化学反応によって固体に変化するゲル状ポリマーの「インク」です。 FDM と比較して、DIW はコスト効率とエネルギー効率が高く、より多くのポリマーからオブジェクトを作成できます。
ただし、この技術の欠点は、液体から固体への移行を開始および促進するために、有毒な化学触媒と架橋剤が必要になることが多いことです。これらの化学物質は人体や環境に有害であるだけでなく、印刷後のステップで追加されるため、生産プロセスの時間が長くなり、複雑さが増します。
ここで新しいインクが登場します。このインクは、カリフォルニア大学サンディエゴ校の Jinhye Bae 教授らによって開発され、ポリ(N-イソプロピルアクリルアミド) (略して PNIPAM) と呼ばれる液体ポリマー溶液を使用します。カーボンナノチューブやグラフェンフレークなどの機能性材料を液体に混合することができます。
PNIPAM は最初は粘性があるため、最小限の力で簡単に針から絞り出すことができます。インクを塩化カルシウムのブライン溶液に絞り込むと、塩イオンが直ちに水分子をインクから引き離します。これは「塩析」として知られる現象です。インク中に残された疎水性（撥水性）ポリマー鎖が凝集し、インクは瞬時に固体化します。追加された機能性材料もロックインされます。
従来の DIW 印刷とは異なり、PNIPAM 印刷方法は印刷後の化学薬品を使用する必要がなく、室温で実行できます。さらに、必要に応じて、印刷された固体オブジェクトを後で使用可能な液体 PNIPAM に変換できます。
この技術は、電球に電力を供給するプリント回路基板に使用されています。
最近ネイチャー・コミュニケーションズ誌に掲載されたこの研究に関する論文には、韓国の漢陽大学の科学者も参加している。下のビデオでは、インクが瞬時に固体のコイルを形成することがわかります。