हड्डियों के अलावा, हमारा शरीर लगभग पूरी तरह से नरम जैविक ऊतकों से बना है। और चिकित्सा प्रत्यारोपण या पहनने योग्य इलेक्ट्रॉनिक्स जैसी वस्तुओं में लगभग हमेशा कम से कम कुछ कठोर घटक होते हैं। जबकि हमारे शरीर पर या उसमें उपयोग के लिए अधिक से अधिक उपकरण विकसित किए जा रहे हैं, ये उपकरण बहुत... "शरीर जैसे" नहीं होते हैं।
हालाँकि इन उपकरणों में कुछ नरम सिंथेटिक सामग्री होती है, फिर भी वहाँ हमेशा एक स्पष्ट रेखा होती है जहाँ नरम और कठोर सामग्री एक दूसरे से जुड़ती हैं। तनावग्रस्त होने पर ये सीमाएँ असुविधा, कार्य में कमी और यांत्रिक विफलता का कारण बन सकती हैं।
प्रकृति में, जैविक ऊतक अक्सर एक बिंदु से दूसरे बिंदु तक खिंचते समय धीरे-धीरे निम्न से उच्च कठोरता में परिवर्तित होकर ऐसी अचानक सीमाओं से बचते हैं। उदाहरण के लिए, टेंडन अपेक्षाकृत नरम मांसपेशी ऊतक से कठोर हड्डी तक एक सहज संक्रमण प्रदान करते हैं।
एक नए प्रकार का 3डी प्रिंटिंग रेज़िन अलग-अलग वस्तुओं को अलग-अलग कठोरता देकर इसे बदल सकता है।
लॉरेंस लिवरमोर नेशनल लेबोरेटरी (एलएलएनएल) और मेटाकॉर्प के वैज्ञानिकों ने अब इस संपत्ति को "वन-पॉट" थियोल-एनी-एपॉक्सी 3डी प्रिंटिंग रेजिन में दोहराया है। अन्य प्रकाश संवेदनशील रेजिन की तरह, प्रकाश के संपर्क में आने पर यह रेजिन चिपचिपी अवस्था से ठोस अवस्था में बदल जाता है। इन पैटर्नों को राल की स्पष्ट पार्श्व गुहाओं में प्रक्षेपित करके, वस्तुओं का निर्माण किया जाता है।
हालाँकि, इस मामले में, प्रकाश की तीव्रता ठोस की कठोरता निर्धारित करती है। इस प्रकार, निर्माण प्रक्रिया के दौरान प्रकाश की तीव्रता को रणनीतिक रूप से अलग-अलग करके, किसी एक वस्तु को धीरे-धीरे एक क्षेत्र में कोमलता से दूसरे क्षेत्र में कठोरता में परिवर्तित करना संभव है। पूरे ग्रेडिएंट में सामग्री की कठोरता भी 10 गुना तक बढ़ जाती है।
प्रौद्योगिकी के प्रदर्शन में, वैज्ञानिकों ने इसका उपयोग एक ऑल-इन-वन फिंगर-माउंटेड डिवाइस को प्रिंट करने के लिए किया जो टेक्स्ट संदेशों को ब्रेल में परिवर्तित कर सकता है। जब एक वायु पंप से जुड़ा होता है, तो पहनने योग्य उपकरण एक पैड से हवा को अंदर और बाहर धकेलता है जो उपयोगकर्ता की उंगलियों पर दबाव डालता है, और उभरे हुए ब्रेल अक्षरों को छूने की अनुभूति की नकल करता है।
एलएलएनएल के प्रमुख वैज्ञानिक डॉ. सिजिया हुआंग ने कहा, "यह काम इस बात की जांच कर रहा है कि क्या हम एक एकल राल प्रणाली में नरम से कठोर तक निरंतर यांत्रिक ढाल को इंजीनियर कर सकते हैं।" "यहां हम जो कुछ भी देखते हैं उसे प्रिंट कर रहे हैं, बस मापांक को नियंत्रित करने के लिए हल्की खुराक का उपयोग कर रहे हैं।"
शोध पर एक पेपर हाल ही में मैटर जर्नल में प्रकाशित हुआ था।