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3D打印塑料横空出世,室温下照灯光就能自我修复,且更坚固!

前瞻网 2021-12-20 18:54
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全球日益严重的“塑料危机”或许有了新的解决之道,来自新南威尔士大学的工程师们展示了一种3D打印的塑料,在室温下仅使用灯光就能自我修复。

新南威尔士大学化学工程学院的西里尔·博伊尔教授和团队纳撒尼尔·科里根博士和迈克尔·张已证明,在打印过程中向液体树脂中添加“特殊粉末”可以在材料破裂后帮助快速、容易地进行修复。

只要将标准LED灯照射在打印的塑料上约一小时,通过两个碎片发生化学反应并融合,就可以达到自我修复的效果。

实际上,这一过程还能使修复后的塑料比损坏前更坚固,在未来,这项技术进一步发展和商业化将有助于减少未来的化学废物。

这意味着破碎的塑料部件不需要丢弃,甚至不需要回收,即使嵌入包含许多其他材料的部件,也可以简单地修复。

该团队的研究结果已经发表在《Angewandte化学国际版》杂志上。

新南威尔士大学团队使用的粉末状添加剂是一种三硫代碳酸盐,被称为可逆加成破碎链转移(RAFT)剂,最初由CSIRO开发。RAFT制剂能够重新排列组成材料的纳米网络元素,并允许破碎的碎片被融合。

当UV LED灯直接照射到破碎的塑料上时,大约30分钟内就会进行修复,大约一个小时后就会完全修复。

包括在3D打印小提琴上进行的实验表明,自修复塑料的强度与原始状态相比已完全恢复。该团队表示,与现有的修复破损3D打印材料的方法相比,他们的系统简单、速度快,商业化是可行的。

“也有其他方法可以做到这一点,但依赖热化学来修复材料,通常需要大约24小时,多次加热循环才能达到相同的结果。”科里根博士说,“另一限制是,需要一个加热到高温的烤箱,而且不能就地修复塑料材料,首先要把它从部件上拆卸下来,这增加了流程复杂性,速度缓慢。”

“有了我们的系统,你可以把破碎的塑料留在原地,然后把光照射到整个部件上。只有材料表面的添加剂受到影响,所以它更容易修复,速度也更快。”

博伊尔教授表示,这项新技术可以会应用于许多领域,目前先进的3D打印材料被用于高科技专业组件。这些产品包括可穿戴电子产品、传感器,甚至还有一些制鞋产品。

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责任编辑: 4162SKX

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