瑞士科學(xué)家打造出纖維素含量更高的熱門(mén)3D打印材料

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據(jù)外媒報(bào)道，纖維素是一種天然聚合物、是植物細(xì)胞壁的主要成分，它作為一種生態(tài)友好、生物兼容的3D打印材料正在被越來(lái)越多的人使用。現(xiàn)在，科學(xué)家們發(fā)明了一種打印纖維素含量比以往任何時(shí)候都要高的復(fù)雜物體的方法。

來(lái)自蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院(ETH Zurich)研究機(jī)構(gòu)和瑞士聯(lián)邦材料科學(xué)與技術(shù)實(shí)驗(yàn)室(Empa)的研究人員聯(lián)合開(kāi)發(fā)出這種新技術(shù)。

首先，研究人員用水和6-14%的纖維素顆粒和纖維制成了一種“打印墨水”。這些納米級(jí)的纖維素顆粒懸浮在水上，這使得墨水能夠擁有凝膠般的粘稠度。然后利用一種被叫做“直接墨水書(shū)寫(xiě)”的工藝讓材料從一個(gè)打印機(jī)噴嘴逐層噴出并形成一個(gè)三維物體。

該物品隨后被置于有機(jī)溶劑中，此時(shí)，纖維素顆粒會(huì)通過(guò)跟溶劑的反應(yīng)聚集在一起，這能讓該物體收縮和致密。然后，這個(gè)取出這個(gè)變得更小的物體從而讓還在其中的溶劑蒸發(fā)掉。接下來(lái)，它被浸泡在一種含有光敏塑料前體的溶液中，這種前體滲透到組成這個(gè)物體的纖維素“支架”中。當(dāng)物品隨后暴露在紫外線下時(shí)前體就會(huì)變成固體塑料。

根據(jù)ETH Zurich的說(shuō)法，這使得最終的復(fù)合產(chǎn)品的纖維素含量達(dá)到27%，這是一個(gè)新的紀(jì)錄。根據(jù)使用的塑料前體的類(lèi)型，對(duì)象可以是硬的也可以是軟的，這取決于它們的預(yù)期應(yīng)用。

截止到目前，這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)被用于制造一些相對(duì)較小的、精致的物體。一旦技術(shù)能夠得到進(jìn)一步發(fā)展，該工藝將可以被用于生產(chǎn)軟骨替代植入物或定制產(chǎn)品包裝等產(chǎn)品。

相關(guān)研究報(bào)告已發(fā)表在《Advanced Functional Materials》上。