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科技報導

瑞士科學家打造出纖維素含量更高的熱門3D打印材料



據外媒報導,纖維素是一種天然聚合物、是植物細胞壁的主要成分,它作為一種生態友好、生物兼容的3D打印材料正在被越來越多的人使用。現在,科學家們發明了一種打印纖維素含量比以往任何時候都要高的複雜物體的方法。

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來自蘇黎世聯邦理工學院(ETH Zurich)研究機構和瑞士聯邦材料科學與技術實驗室(Empa)的研究人員聯合開發出這種新技術。

首先,研究人員用水和6-14%的纖維素顆粒和纖維製成了一種“打印墨水”。這些納米級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。然後利用一種被叫做“直接墨水書寫”的工藝讓材料從一個打印機噴嘴逐層噴出並形成一個三維物體。

該物品隨後被置於有機溶劑中,此時,纖維素顆粒會通過跟溶劑的反應聚集在一起,這能讓該物體收縮和緻密。然後,這個取出這個變得更小的物體從而讓還在其中的溶劑蒸發掉。

接下來,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物體的纖維素“支架”中。當物品隨後暴露在紫外線下時前體就會變成固體塑料。

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根據ETH Zurich的說法,這使得最終的複合產品的纖維素含量達到27%,這是一個新的紀錄。根據使用的塑料前體的類型,對象可以是硬的也可以是軟的,這取決於它們的預期應用。

截止到目前,這項技術已經被用於製造一些相對較小的、精緻的物體。一旦技術能夠得到進一步發展,該工藝將可以被用於生產軟骨替代植入物或定制產品包裝等產品。

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相關研究報告已發表在《Advanced Functional Materials》上。