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3D打印 - 最新新闻 - 2019年11月22日

突破性技术使聚合物与3D打印兼容

突破性技术使聚合物与3D打印兼容-PRA Chinese

澳大利亚和新西兰的研究人员首次开发出一种与“受控聚合”兼容的3D打印工艺,利用可见光控制聚合物的组成并“调整”其机械性能。新工艺还支持4D打印,通过4D打印,3D打印对象可以改变形状,或者可以改变其化学和物理特性以适应其环境。推进塑料的回收和再利用以及支持生物医学的突破是潜在的应用。

来自澳大利亚新南威尔士大学和新西兰奥克兰大学的研究团队合作,成功地将3D和4D打印以及光控聚合融合在一起。Caroline Tang在新南威尔士大学网站上发表的一篇文章中写道,这种方法利用可见光“创造出一种环保的‘活’塑料或聚合物,为先进固体材料的制造开辟了一个新的可能性世界。”

这项研究建立在新南威尔士大学悉尼博耶实验室2014年发现的PET-RAFT聚合(光致电子/能量转移-可逆加成碎片链转移聚合)的基础上。被描述为一种使用可见光制造受控聚合物的新方法,该技术与3D打印不兼容。“典型的受控聚合过程的速率对于3D打印来说太慢了,对于实际的打印速度来说,反应必须很快,”Cyrille Boyer解释说,他是《应用化学国际版》上一篇描述这项研究的论文的主要作者。两年的研究和数以百计的实验最终取得了成果,3D打印系统的开发使PET-RAFT聚合技术成为可能。

Boyer说:“通过使用可见光,研究人员能够控制聚合物的结构,并调整我们工艺制备的材料的机械性能。这种新工艺还使我们能够进行4D打印,并允许对材料进行改造或功能化,这在以前是不可能的。”

这篇论文的第一作者之一、新南威尔士大学的Nathaniel Corrigan解释说:“有了4D打印,3D打印的物体可以改变它的形状和化学或物理特性,并适应环境。”

“在我们的工作中,当3d打印材料暴露在水中并干燥后,其形状会发生可逆的变化。例如,3D对象从平面开始,当暴露在特定条件下时,它将开始折叠——这就是4D材料。所以,第四个维度是时间。”

研究人员设想了这项新技术的多个潜在的突破性应用。这种材料可以在某些情况下消除回收或丢弃塑料的需要,因为新的“活”材料将能够自我修复。作为一个“活的”物体,塑料部分可以继续生长和扩张。它还将使组织工程等先进的生物应用成为可能。

Corrigan在新闻稿中解释道:“目前的3D打印方法通常受到苛刻条件的限制,如强烈的紫外光和有毒化学物质,这限制了它们在制造生物材料中的使用。但是,随着PET-RAFT聚合技术在3D打印中的应用,我们可以使用可见光而不是加热来生产长聚合物分子。”

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