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天工社了解到,MIT(麻省理工)研究员成功开发出一种用乙酸纤维素(一种氢键较少的纤维素材料)进行3D打印的技术。与其他形式的纤维素不同的是,乙酸纤维素可以溶解在丙酮中,然后通过一台3D打印机的喷嘴挤出。这项研究已经发表在《Advanced Materials》杂志上。
3D打印纤维素对象的截面和表面
纤维素是纸的主要成分,也是世界上数量最丰富的的有机聚合物。它可再生,可生物降解,并且容易获得,价格低廉。许多科学家试图将其变成3D打印材料,但都面临着一个主要障碍:纤维素加热时会热分解,在变成可打印的液态前它们的元素就分离了。另一方面,高浓度的纤维素溶液通常太粘稠而无法挤出。
作为一种被广泛使用的材料,乙酸纤维素的常见应用有摄影、涂料生产和眼镜框架的制造,因此它可能是实现纤维素3D打印的关键。由于乙酸酯基的存在,乙酸纤维素的氢键较少,可以溶解在丙酮中并通过一个喷嘴挤出。当丙酮蒸发时,乙酸纤维素就在原地固化。3D打印完成后,MIT研究员甚至找到了一种方法来恢复缺失的氢键。
“通过氢氧化钠处理,我们修复了氢键网络,”MIT研究员解释说,“相比其他常用材料,如ABS、PLA,用乙酸纤维素得到的打印件有更好的强度和韧性。”
由于可3D打印的乙酸纤维素呈墨水形态,研究人员可以用它来打印功能多样的对象。例如,通过在溶液里添加抗菌染料,他们打印出一对有抗菌功能的手术镊子。在荧光灯下,这种镊子可以杀死细菌,研究人员认为它们可以用在那些难以获得新工具的边远地区。
这种纤维素3D打印工艺的一个主要优点是速度。乙酸纤维素不需要加热便可挤出,这免去了3D打印工艺的一个主要步骤。此外,一些小技巧也可以加快整体速度,如对着3D打印件吹热空气来加速蒸发过程。研究人员还考虑开发一个系统来回收蒸发的丙酮,从而使得该方法更具成本效益和环境友好。(编译自3Ders.org)来源:天工社 |
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