目前,由于先进的增材制造理念和许多领域潜在的革命性应用,3D打印技术已成为世界上最具吸引力的研究热点之一。金属氧化物材料和3D打印技术的结合使得制造具有可控宏观/微观结构的多功能三维多孔结构成为可能,在许多领域中具有巨大的应用潜力和机会。基于金属氧化物材料构造的多孔结构有很多优势,包括低密度高强度,可控的热力学性质,丰富的微米或纳米尺寸的孔隙,因此被广泛研究并应用于过滤,热绝缘材料,生物医学支架,催化剂载体和储能等重要领域。近年来,3D打印技术已被用于多种金属氧化物结构的构造,如氧化铝(Al2O3),硅酸钙(CaSiO3),钛酸钡(BaTiO3)和二氧化钛(TiO2)。迄今为止,二氧化钛结构和组件的3D打印主要是采用直写成型打印溶胶凝胶法制备的墨水来实现的。然而,这类打印工艺不仅繁琐,生产效率低,且采用昂贵的金属醇盐前驱体来制备溶胶凝胶墨水,妨碍了其实际商业化的应用。寻找低成本且适合大规模生产的3D打印高强度多孔TiO2结构的方法,仍然是一项艰巨的挑战。本文提出了一套基于TiO2粉末的直写成型3D打印工艺,用于打印具有可调微观结构、几何形状和结构强度的多孔TiO2三维结构。这种流变性能可控的新型TiO2粉末基浆料可以在室温下直接在空气中打印,而无需额外的原位外固化处理,从而使此项技术具有非常好的可控性和灵活性。更重要的是,在直写成型技术的帮助下,我们可以方便地通过调整打印参数和路径来构建毫米级的几何形状和孔隙,而通过将不同粒径的TiO2纳米粒子混合到打印浆料中来实现样品表面微米级和纳米级的形貌调控。在经过十七氟癸基三甲氧基硅烷(HTMS)表面修饰后,打印的多孔TiO2三维结构具有良好的表面疏水性能。此外,其他材料可以很容易地复合到多孔TiO2三维结构中,只需简单地将其粉末混合到打印浆料一同打印出来。这一特性为使用这项技术构造多功能器件提供了无穷的可能性,可以根据不同应用领域的需求来定制打印件的功能。本文还构造了 3D打印可逆变色结构,探索了 3D打印结构在光致变色方面的应用。