3D 打印技術已廣泛應用于航天航空、國防軍事、健康醫療、文化教育等領域。3D 打印材料是推動 3D 打印技術發展的物質基礎,其性能在很大程度上決定了成形物件的綜合性能,因此,發展新型3D 打印材料具有重要的意義。最近,陜西師范大學房喻教授課題組立足分子凝膠研究基礎,發展出一種新型可用于3D打印的材料。
與一般3D打印材料不同,在形態上,改材料是一種基于納米二氧化硅的凝膠乳液,凝膠乳液的流變學性質可經由二氧化硅含量的改變大范圍調控。在高剪切力作用下,該凝膠乳液仍然表現出相對較低的彈性剪切模量,從而能夠從打印機噴嘴穩定擠出,逐層沉積,形成預設三維結構,通過并行光聚合和后續干燥,形成預設多孔3D結構。研究發現,該類材料密度可在0.19~0.96 g/cm3范圍內調控,材料壓縮強度可在6~102 MPa范圍內改變。更重要的是,該材料對低頻聲音有優異的吸收能力。
毫無疑問,本工作的開展對于豐富3D打印材料類型,實現3D打印制品的功能化無疑具有重要的意義。
圖-1 凝膠乳液制備以及3D打印過程
圖-2 3D打印得到的凝膠乳液以及聚合后材料的內部結構
圖-3 材料內相結構的調控:不同水含量時所獲材料SEM照片。
圖-4 多孔材料的低頻吸聲應用(a和b)和聚合3D打印凝膠乳液得到的實物(c和d)
上述成果發表在Macromolecules, DOI: 10.1021/acs.macromol.8b02610上,論文的第一作者為陜西師范大學化學化工學院博士生劉建飛,通訊作者為苗榮副教授與房喻教授。
論文鏈接:https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/10.1021/acs.macromol.8b02610
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