3D 打印被誉为自流水线生产以来对制造业产生的最了不起的变革。其理念是，总有一天，每个家庭都能成为一个小型工厂，在线下载 CAD 模板，然后打印出眼镜、咖啡杯、鞋子以及家庭可能需要的任何其他物品。问题在于，目前大多数 3D 打印机只能打印出相当于塑料玩具的东西——外加一些 枪支、披萨 和 人体器官。
“在 3D 打印领域，主要目标是尝试一次打印多种材料，”机械工程师 Michael McAlpine 说。“他们通常真正指的是打印两种不同颜色的塑料。”
然而，普林斯顿大学的 McAlpine 和他的同事们已经远远超出了双色玩具的范畴。他们将五种不同的材料混合搭配，制造出了首个完全 3D 打印的 LED 灯。尽管此前有其他团队声称获得了这一荣誉，但 McAlpine 表示那些并非真正的 3D 打印。“他们打印的是一个电子电路板，然后将普通的 LED 插进去。”
更具体地说，普林斯顿团队制造的 LED（或发光二极管）称为量子点 LED。它们很像电视和手机屏幕中内置的 LED，但人们希望 QD LED 能更节能。
为了从头开始制造 LED，研究人员不得不建造一台定制的 3D 打印机。他们花费了大约六个月的时间和 10,000 到 20,000 美元组装了这台打印机。
打印出的 LED 有五层。最底层是一个由银纳米颗粒制成的金属环，作为导向电路的金属触点。在其上方是两层聚合物（都具有非常长的化学名称），它们共同为下一层提供和传输电流。这一层包含量子点。量子点由包裹在硫化锌外壳中的硒化镉纳米颗粒组成。当电子撞击这些量子点时，它们会发出橙色或绿色的光。光的顶层是一个由共晶镓铟制成的阴极层，电子通过该层从 LED 流出。
除了结合金属和聚合物外，一些材料是亲水的（喜水），而另一些则是疏水的（厌水）；一些是液体，而另一些是固体。McAlpine 表示，这是迄今为止 3D 打印到单一物体中的不同材料类别数量最多的记录。
打印出的 LED 的性能与 iPhone 屏幕中使用的 LED 相当，但与市面上非常高端的 LED 相比还有差距。但通过控制量子点的厚度和均匀性，以及尝试不同的墨水配方，打印 LED 的性能可以得到改善。也许有一天，如果 3D 打印机变得更便宜，人们可以将类似的东西融入自制电视和 iPhone 中。
但 McAlpine 设想了更令人兴奋的可能性。“传统的微电子行业非常擅长制造二维电子产品，”他说。“对于电视和手机，屏幕是平坦的。但 3D 打印为您提供了第三个维度，这可以用于人们尚未想象到的事物，例如可用于人体的三维结构。”
接下来，McAlpine 的团队（顺便说一句，他们去年制作了一个 3D 打印的仿生耳朵）希望尝试打印晶体管，以便他们的 3D 打印设备能够拥有计算机芯片的功能。
