离子交换膜能源行业中有广泛的应用，如用于燃料电池以及水净化、海水淡化工程等。目前常见的离子交换膜是一种类似于食物保鲜膜的薄膜板。近期有研究表明，通过在2D的离子交换膜上创建3D结构，可以出现特定的流体力学特性，从而提高离子传输能力或者减轻污染。
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然而制作这些带有3D图案结构的异形膜，首先要在硅胶模具上刻蚀出所需的图案，然后进行聚合物浇铸并等待其硬化。这个过程既耗时又昂贵，而且只能生成一种图案形式。美国宾夕法尼亚州立大学的科学家开发了一种离子膜3D打印技术，可以灵活而快速的在离子交换膜表面打印各种3D图案，以提高性能。
这项科研成果于2016年6月2日发表在了美国化学学会的杂志《ACS Applied Materials and Interfaces》，论文题目为《阴离子交换膜微图案的3D打印（3D Printing of Micro-patterned Anion Exchange Membranes）》。科研团队表示，这种3D打印技术与当前常见的SLA（光固化）3D打印技术类似，打印材料是可光固化的离子聚合物混合物，当该混合物暴露在一台光投影仪之下的时候，3D打印机将设计好的图案投射并选择性地固化在其表面上。表面图案能够增加膜的电导率多达1—3个数量级（factor）。
科研团队表示，使用这种3D打印技术制作的离子交换膜模型是第一个可以定量降低交换膜电阻的模型。只需一个简单的并联电阻模型就可以描述这些图案在降低这些新型膜的电阻方面发挥的影响。这一方法带给离子交换膜设计者一个设计工具，可以帮他们不断创新、设计出新的图案，以进一步改进材料的内在化学特性。
据了解，未来研究团队将继续优化这种3D打印离子膜的几何和化学特性，以及了解如何打印新的材料。
