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美国麻省理工学院的新技术实现了适应性3D打印,在制成后可以通过添加新的聚合物单体改变材料性能

2017-01-17 223浏览 标签: 美国3D打印

2017年1月13日,美国麻省理工学院介绍了其化学家们开发出的一种新的技术,可以让他们通过对3D打印成型之后得到的物体添加新的聚合物单体来改变材料的化学成分和机械性能,实现了适应性3D打印。该研究由美国国家科学基金支持,相关研究成果发表在了ACS Central Science杂志上。

在蓝色LED光照下被激活的聚合物(图片来自麻省理工学院)

3D打印技术可以通过对聚合物层的定位沉积来实现精确的成型,但这些物体一旦打印完成,就变成了“死的”,其中的聚合物分子链不能再继续反应。麻省理工学院Jeremiah Johnson副教授的研究组在几年前就希望通过光引发的活性聚合(living polimerization)使3D打印聚合物具有适应性。近期,他们克服了此前出现的反应可控性差的问题,通过在聚合物材料中引入一种叫做TTCs的化学基团,实现了可在LED蓝光控制下的反应。当LED蓝光照射时,已经成型的材料中的TTCs基团会在化学催化剂的作用下被激活,从而跟新添加的单体反应,赋予材料新的性能。Johnson副教授说:“这就是这篇文章的突破:我们真的实现了一个真正的活性方法,可以让宏观材料按照我们想要的方式成长。”

研究人员证明了他们可以通过掺入单体改变材料的机械性能(如刚度)和化学性质(如疏水性),还可以通过添加特定类型的单体使材料可以响应温度而膨胀或收缩。研究人员还通过照射两个物体的接触处使物体融合成一个,以实现复杂结构的拼接成型。

研究的下一步打算是优化催化剂,目前正在使用的催化剂要求无氧环境,研究团队希望能找到具有同等效果并在有氧环境中也可操作的催化剂。

 

 

 

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