南加大開發(fā)出可自我修復(fù)的3D打印材料

來源：cnBeta


2019年2月8日，南極熊從cnBeta獲悉，南加大維特比工程學(xué)院的研究人員研發(fā)出一種具有自我修復(fù)能力的3D打印材料，這些材料在破碎或割碎后可以自行修復(fù)，有望應(yīng)用于鞋業(yè)，輪胎制造，軟機(jī)器人開發(fā)甚至電子產(chǎn)品。

自我修復(fù)的3D打印鞋墊

王啟明助理教授和南加州大學(xué)維特比工程學(xué)院的學(xué)生開始使用一種稱為光聚合的制造方法，具體指用光來硬化特定的液態(tài)樹脂材料。應(yīng)用于3D打印物體中，其能夠?qū)崿F(xiàn)自我修復(fù)，團(tuán)隊(duì)必須在氧化化學(xué)基團(tuán)時(shí)找到最佳的混合物及比例，從而在自我修復(fù)后保持原始強(qiáng)度和功能。

“當(dāng)我們逐漸增加氧化劑時(shí)，自愈行為變得更強(qiáng)，但光聚合行為變得更弱，”王說。 “這兩種行為之間存在競爭。最終我們發(fā)現(xiàn)這種比例能夠?qū)崿F(xiàn)高度自我修復(fù)和相對(duì)快速的光聚合�！�

該團(tuán)隊(duì)通過打印一系列物體（包括鞋墊，軟機(jī)器人，多相復(fù)合材料和電子傳感器）測試其方法，然后將它們切成兩半。在60°C（140°F）下經(jīng)過大約2小時(shí)后，大部分物體完全自愈。由于導(dǎo)電的碳存在，電子傳感器的自我修復(fù)需要兩倍的時(shí)間。

研究人員表示，通過提高溫度可以縮短修復(fù)時(shí)間。

“事實(shí)上，在不同的溫度下 - 從40攝氏度到60攝氏度 - 材料幾乎可以愈合到100％，”該研究的第一作者Kunhao Yu評(píng)論道。 “通過改變溫度，我們可以控制愈合速度，即使在室溫下，材料仍然可以自愈。”

該團(tuán)隊(duì)現(xiàn)在正在研究一系列可以自愈的材料的開發(fā)，這些材料可以繼續(xù)生產(chǎn)自我修復(fù)的汽車部件或防彈衣。