達特茅斯研究提高了3D打印墨水的熱度

根據(jù)達特茅斯 (Dartmouth) 的一項研究，利用熱量來改變化學鏈上分子環(huán)排列的過程會產(chǎn)生具有多種功能特性的 3D 可打印凝膠。

研究人員將這一新過程描述為“動力學誘捕”。分子塞——或減速帶——調(diào)節(jié)進入聚合物鏈的環(huán)數(shù)并控制環(huán)分布。當環(huán)聚在一起時，它們會儲存可以釋放的動能，就像釋放壓縮彈簧時一樣。

科功能材料組的研究人員利用熱量來改變環(huán)的分布，然后利用水分來激活不同形狀的打印物體。

使用單一墨水打印具有不同機械強度的物體的過程可以取代使用多種墨水打印具有多種屬性的物品的昂貴且耗時的需要。

“這種新方法利用熱量來生產(chǎn)和控制具有多種特性的 3D 墨水，”化學助理教授、該研究的高級研究員Chenfeng Ke說。“這是一個可以使復雜物體的 3D 打印更容易、更便宜的過程。”

最常見的 3D 打印墨水具有均勻的分子組成，使打印的物體具有單一屬性，例如一種所需的剛度或彈性。打印具有多種屬性的對象需要能源密集型且耗時的過程來準備不同的墨水，這些墨水設計用于協(xié)同工作。

通過引入分子“減速帶”，研究人員創(chuàng)造了一種可以隨時間改變分子環(huán)分布的墨水。不均勻的環(huán)還將材料從粉末轉(zhuǎn)變?yōu)?3D 打印凝膠。

“這種方法使我們能夠利用溫度創(chuàng)造復雜的形狀，并使它們在不同的濕度水平下啟動，”達特茅斯大學研究生研究員、該研究的第一作者林千明說。

展示該研究的視頻顯示了使用該過程生產(chǎn)的 3D 墨水打印的花朵。當暴露于水分時，花朵會關閉。由于分子環(huán)的排列，印刷花的不同部分具有不同程度的柔韌性。屬性的混合允許柔軟的花瓣閉合，而花朵較硬的部分提供結(jié)構(gòu)。

使用當前的 3D 打印方法打印同一朵花會帶來組合不同打印材料的額外挑戰(zhàn)。

“這個物體的不同部分來自同一種印刷油墨，”柯說。“它們具有相似的化學成分，但分子環(huán)和分布的數(shù)量不同。這些差異使產(chǎn)品具有截然不同的機械強度，并導致它們對水分的反應不同。”

標簽： 3D打印墨水