9月3号，美国国家航天局（NASA）宣布阿尔忒弥斯计划的首次发射任务再次推迟。阿尔忒弥斯计划是继阿波罗之后的第二个人类登月计划。
你知道，人类上一次登上月球，还是在1972年，当时阿波罗17号载着3位美国宇航员完成了第16次，也是最后一次载人登月任务。从那时到现在整整半个世纪过去了，还没有人类再次登月。按照原本的安排，阿尔忒弥斯计划的首次发射是2017年，因为各种原因一推再推。现在5年过去了，结果又一次推迟发射。看来，人类想要重返月球还真是不容易。
对于推迟发射的原因，NASA称，是火箭出现了液态氢燃料的泄漏问题。这次发射使用的是一款全新的、NASA自己研发的叫做SLS的重型火箭。这次发射也是这款火箭的首飞任务。从技术上说，液态氢燃料温度很低，在加注的时候火箭会发生明显的收缩，确实容易导致燃料从缝隙漏出去。但是，花了这么多的时间和经费，这款SLS重型火箭还没能完成首飞，引发了美国国内的很多议论。
消息就是这样，来看看能学到什么知识。
与这件事形成鲜明对比的是，就在9月11号，SpaceX成功进行了第54次发射，执行任务的猎鹰九号火箭已经是第14次使用，再次刷新了火箭重复利用的世界纪录。为什么猎鹰九号的生产成本更低，而性能比NASA的火箭更靠谱呢？一个重要因素是，猎鹰九号在研发的时候，敢于大胆尝试前沿技术，比如3D打印。
猎鹰九号中用来控制液氢液氧的阀门和管道，就用了3D打印。零件可以一体成型，提高了结构强度和密封性，就不容易出现燃料泄漏问题；同时也大大降低了制造成本。
在很多人的印象里，3D打印只是用来制作塑料模型的小众技术。其实在过去几年里，3D打印无论是应用广度还是研究深度都大大拓展。我想向你重点报告一下目前3D打印技术的两大发展方向。
本质上，3D打印是一种材料成型工艺。根据材料类型的不同，可以分为结构材料和功能材料两个方向。结构材料方向，就是主要利用材料的力学性能，打印出更轻、更强、更耐用的结构。功能材料方向，就是主要利用材料的发光、放电、传热等功能特性，把这些特殊的功能材料打印成型。
先来说结构材料。刚刚提到的火箭里面用的3D打印阀门，或者植入人体的3D打印骨骼、牙齿，其中所使用的金属、陶瓷等就是结构材料。研究人员的探索方向，就是打印出更轻、更强、更耐用的结构。
比如9月1号，香港城市大学在学术期刊《物质》上发表了一篇论文。他们打印出了一种新材料，强度跟木材差不多，而密度只有木材的一半，而且还具有高延展性，能压缩将近50%，很适合作为缓冲材料，用在减震跑鞋、缓冲头盔等产品中。
他们使用的工艺也并不复杂，就是用常见的聚乙二醇（PEG）作为原材料，用3D打印加工成一种由几百微米大小的网格排布而成的立体结构。有意思的地方在于，他们把打印出来的聚合物做了二次加工。利用一种新的热处理工艺，把材料放在惰性气体中加热，让一部分材料碳化。这样，在材料内部就形成了一种由聚合物纤维、石墨烯等交叉而成的复合状态。实现了又轻又柔韧的材料特性。
再来看第二个研究方向，功能材料。很多可以发光、放电、传热的材料，化学结构都比较敏感，很容易在3D打印所需要的高温、光照条件下被破坏。所以，研究重点就是怎么优化工艺，怎么把这些敏感材料打印成型。
同样在9月1号，清华大学在《自然》杂志上发表了一篇论文，研究人员用一种叫“量子点”的材料打印出了3D模型。“量子点”是一种直径在纳米量级、颗粒状的荧光材料。现在有一种“量子点液晶电视”，就是用这种材料实现的彩色荧光。
这种量子点材料在传统的工艺中只能进行平面加工，很难构成立体结构。也就是，只能构成二维的荧光图片，而不能形成三维的荧光模型。在这篇论文中，研究人员开发出了一种全新的3D打印工艺，以几十纳米的超精细分辨率，把量子点材料加工成各种立体模型。
怎么做到的呢？要让这种材料可以被3D打印，就必须在分子层面着手，设计一种化学键机制，把量子点颗粒给“粘”起来。研究人员就在量子点颗粒的周边，添加了如同粘钩一样的化学结构。在一种特殊的激光照射下，量子点颗粒就会以纳米级的分辨率相互粘接起来。通过不断移动光的聚焦点，就可以像画画一样，在含有量子点颗粒的溶液里打印出一个立体结构。
研究人员通过这种工艺，打印了清华大学的校门、大礼堂等立体模型，它们都保留了量子点材料的荧光功能。这种技术有啥用呢？未来，可以用这种工艺来打印各种光电传感器，市场空间非常大。
你看，从高性能的结构材料，到各种独特的功能材料，3D打印正在掀起新一轮的先进制造革命。有人说，3D打印对于21世纪制造业的意义，就相当于福特流水线对于20世纪制造业的意义，带来的是颠覆性变革。对这一领域的进展，我们会为你持续关注。