據(jù)悉,瑞士聯(lián)邦材料科學(xué)和技術(shù)實(shí)驗(yàn)室(Empa)的兩名研究員用纖維素納米晶體(CNC)開(kāi)發(fā)出一種新的環(huán)保型3D打印墨水,可用于制造具有出色機(jī)械性能的生物醫(yī)學(xué)裝置。纖維素是一種填充有葡萄糖的物質(zhì),是木材的主要成分之一。
這些CNC是一些長(zhǎng)120納米、直徑6.5納米的小棒狀結(jié)構(gòu)。之前也曾有人將CNC用于3D打印墨水中,但量比較少,最多只占2.5%左右,而此次Empa研究員將CNC含量提高到20%。
為了讓打印件具有強(qiáng)度,研究員嘗試將CNC加入到一種基于聚合物的混合物中。理論上這可能是一場(chǎng)災(zāi)難,因?yàn)椤按蠖鄶?shù)聚合物是防水或疏水的,而纖維素則會(huì)吸收水分,是親水的,結(jié)果是它們不是很兼容”。
幸運(yùn)的是,在對(duì)完成后的打印件進(jìn)行UV輻射硬化后,CNC與聚合物“交聯(lián)”,并幾乎完美地與打印方向?qū)R,一種具有優(yōu)異機(jī)械剛度的材料由此產(chǎn)生。
用Empa研究員開(kāi)發(fā)的這種創(chuàng)新性3D打印墨水來(lái)制造生物醫(yī)學(xué)設(shè)備和其他對(duì)象有好幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)。一方面,墨水是用纖維素制成的,纖維素是一種可再生和含量豐富的材料。再者,這種材料具有生物安全性,可以用來(lái)制造人體植入物。
這項(xiàng)研究已經(jīng)發(fā)表在《高級(jí)功能材料(Advanced Functional Materials)》雜志上。
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