2017年3月6日
这张照片来自于扫描电子显微镜显示了一个使用纤维素印刷对象的横截面。插图显示物体的表面。来源:由研究人员。
数百年来,形成世界上最显著的基材印在材料-纸-纤维素。一项新的研究最近在执行麻省理工学院可以使它也作为一个丰富的材料印刷,可能提供b可降解和可再生替代目前使用的聚合物在三维(3 d)印刷材料。亚博网站下载
纤维素是世界上最丰富的有机聚合物。
塞巴斯蒂安·帕丁森,博士后,麻省理工学院
帕丁森是一篇论文的主要作者列出细节相关的新系统先进材料技术亚博网站下载日报》。a . John Hart机械工程的副教授和三井教授职业发展在当代技术,是论文的合著者。
(纤维素)中最重要的组件提供木材的力学性能。,因为它是如此便宜,biorenewable,可生物降解,也很多才多艺,化学应用于很多产品。纤维素及其衍生物用于制药、医疗设备、食品添加剂、建筑材料、服装,各种不同的领域。亚博网站下载很多这类产品将受益于这种定制加法制造三维印刷使。
塞巴斯蒂安·帕丁森,博士后,麻省理工学院
同时,有快速增长领域的3 d打印技术。一个优势是它的技术”你可以单独定制每个产品”,称帕丁森。
虽然使用纤维素作为添加剂的基材制造已经被许多科学家试图在这个领域已经有了很大的挑战。加热后,纤维素得到热分解之前达到可流动的状态。
这部分是由于纤维素分子之间的氢键。纤维素分子间键也呈现高浓度的解决方案是高度粘性是毫不费力地挤压。
作为一种替代方法,麻省理工学院的研究人员选择使用醋酸纤维素,可以很容易地由纤维素和已经广泛生产和容易获得。从根本上讲,乙酸组降低氢键在这个材料。在丙酮溶解后,醋酸纤维素可以通过一个喷嘴挤压。
丙酮的迅速蒸发特性帮助醋酸纤维素巩固。乙酸组连续取而代之的是一个可选的治疗,从而增加印刷部件的强度。
”三维打印,我们恢复氢键网络通过氢氧化钠处理,”帕丁森解释道。“我们发现部分的强度和韧性得到……大于许多常用的材料亚博网站下载“3 d打印,如聚乳酸(PLA)和丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)。
帕丁森和哈特执行一个额外的步骤展示化学生产技术的多功能性。他们加入了少量醋酸纤维素的抗菌染料墨水和3 d打印的一对手术镊子的抗菌功能。
我们证明了部分时杀死细菌发光的荧光。(这样的定制工具)可能是有用的对于远程医疗设置需要的手术工具但很难提供新的工具,因为他们打破,或需要定制的工具。和抗菌性,如果无菌手术室并不理想的抗菌功能可能是至关重要的。
塞巴斯蒂安·帕丁森,博士后,麻省理工学院
尽可能多的普遍extrusion-based 3 d打印机依靠加热聚合物使其流动,生产速度受到的热量可以分布到聚合物不破坏它。根据帕丁森,室温纤维素的蒸发技术,只是丙酮凝固的部分可以更快。
许多其他技术,如吹的热风在加快蒸发或放下薄的石墨烯表面扩大更可以加快这一进程。生产系统也可能争取蒸发丙酮的复苏,呈现过程更有成本效益的和环保。
研究人员指出,事实上,醋酸纤维素已经很大程度上可以作为一种商品呈现与热塑性塑料可比价格申请批量注塑使用时,还可以大大减少昂贵的比传统的灯丝材料用于3 d打印。亚博网站下载
上述优势,以及整个过程的室温条件和构建纤维素的能力在许多不同的方面,使纤维素的使用3 d打印商业吸引力。
美国国家科学基金会支持这项亚博老虎机网登录研究。