只需加水 —— 革命性3D打印墨水的鹹味秘密武器

2024年08月02日12:42:03 科學 1945

某些物品的3D打印可能很快會變得更快、更簡單、更環保。這是因為科學家們開發了一種新的3D打印墨水,這種墨水很容易被擠出為液體,但在與鹽水溶液接觸後會固化。

只需加水 —— 革命性3D打印墨水的鹹味秘密武器 - 天天要聞

​當大多數人想到3D打印時,他們會想到一種常用的技術,即熔融沉積建模(FDM)。這種方法包括將熔融的聚合物從噴嘴中擠出,在聚合物冷卻成固體狀態時,將物體逐層堆積起來。

​另一種技術,稱為直接墨水書寫(DIW),也涉及到從噴嘴中擠出東西。然而,在這種情況下,這種東西是一種凝膠狀的聚合物“墨水”,它會化學轉變成固體。與FDM相比,DIW往往更具成本效益和節能,而且它允許用更廣泛的聚合物構建物體。

​然而,該技術的一個缺點在於,通常需要有毒的化學催化劑和交聯劑來啟動,並促進液體到固體的轉變。這些化學物質不僅對人類和環境有潛在的危害,而且還會在打印後的步驟中添加,這增加了生產過程的持續時間和複雜性。

​這就是新墨水的用武之地。

​這種新墨水由美國加州大學聖迭戈分校的裴錦惠(音譯)教授和他的同事開發,它採用了一種名為聚(N-異丙基丙烯酰胺)的液體聚合物溶液,簡稱“PNIPAM”。功能材料,如碳納米管或石墨烯薄片,可以混合到液體中。

只需加水 —— 革命性3D打印墨水的鹹味秘密武器 - 天天要聞

​因為PNIPAM最初是具有相當流動性的,所以很容易用很小的力從針頭中擠出。當墨水被擠壓到氯化鈣鹽水溶液中時,鹽離子會立即將水分子從墨水中吸出 —— 這是一種被稱為“鹽析”的現象。然後,留在油墨中的疏水(憎水)聚合物鏈聚集在一起,使油墨立即變成固體。任何添加的功能材料也都會被鎖在裡面。

​與傳統的DIW打印不同,PNIPAM方法不需要使用任何打印後化學品,並且可以在室溫下進行。作為額外的好處,如果需要,打印的固體物體稍後可以轉換回可用的液體PNIPAM。

​這項技術已經被用來打印一塊為燈泡供電的電路板。

​關於這項研究的一篇論文最近發表在《自然通訊》雜誌上,韓國漢陽大學的科學家也參與了這項研究。


如果朋友們喜歡,敬請關注“知新了了”!

科學分類資訊推薦

米東區:這一電化學儲能電站項目推進中 - 天天要聞

米東區:這一電化學儲能電站項目推進中

(米東區融媒體中心記者:黃鵬報道)7月9日,記者在位於米東區北部沙漠東北部的新疆華電烏魯木齊光伏基地100萬千瓦/400萬千瓦時獨立新型儲能示範項目現場看到,工作人員正在對設備進行吊裝調試。該項目總投資約30億元,是全國單體容量最大的電化學
腦圖譜大科學計劃時機已來!中國科學家十項成果給大腦繪高清地圖 - 天天要聞

腦圖譜大科學計劃時機已來!中國科學家十項成果給大腦繪高清地圖

人類大腦是一個非常複雜的組織,要理解大腦的工作原理首先要了解其中的細胞種類和神經聯接規律,近日中國科學家聯合發布系列成果給大腦繪製“高清地圖”。 7月10日深夜,中國科學家聯合發布介觀腦圖譜系列成果,實現從嚙齒類到靈長類大腦的跨越。10項成果以專題論文集的形式集中發表在國際學術期刊《細胞》《神經元》《發育...
國際突破!中大培育光子“雙胞胎”,輻射強度達單光子水平 - 天天要聞

國際突破!中大培育光子“雙胞胎”,輻射強度達單光子水平

7月9日,《自然》雜誌(Nature)在線發表中山大學物理學院王雪華、劉進教授團隊主導的最新研究成果。該團隊提出了一種全新的腔誘導自發雙光子輻射方案,在國際上率先實現與單光子輻射強度相當的自發雙光子輻射,研發出保真度高達99.4%的按需觸發
微型肝臟,是未來希望,還是科技烏托邦 - 天天要聞

微型肝臟,是未來希望,還是科技烏托邦

文︱陸棄隨着全球器官移植需求持續攀升,傳統器官捐獻嚴重不足的問題愈發凸顯。美國初創企業LyGenesis推出了一個令人振奮的創新方案:通過將供體肝細胞注射至患者體內淋巴結中培育“微型肝臟”,嘗試在患者自身體內製造可替代肝臟功能的器官。
“軟黃金”冬蟲夏草,你真的了解嗎? - 天天要聞

“軟黃金”冬蟲夏草,你真的了解嗎?

冬蟲夏草千年傳承的滋補良藥採藥人的尋覓自公元780年起冬蟲夏草便以其獨特的藥用價值被載入史冊從《藏本草》到《中國藥典》均有記載李時珍更將其譽為“人身不老葯”贊其兼具蟲之陽剛與草之陰柔成為中藥中獨一無二的“陰陽同補”聖品享有“東方聖草”“葯中
【鏈博傳奇】中國中車:塑軌道之“鏈”,與世界同行 - 天天要聞

【鏈博傳奇】中國中車:塑軌道之“鏈”,與世界同行

中國中車集團有限公司(以下簡稱“中國中車”)是中國軌道交通裝備領域的“鏈”主企業,是全球規模領先、品種齊全、技術一流的高端裝備製造商和系統解決方案提供商,清潔能源裝備骨幹企業。當前,中國中車搭建了世界領先的軌道交通裝備產品技術研發平台,構建了完整的軌道交通裝備產業體系,開創了軌道交通裝備和清潔能源裝...
全國AI精英宜賓對決 長江首城創新大賽點燃人工智能新引擎 - 天天要聞

全國AI精英宜賓對決 長江首城創新大賽點燃人工智能新引擎

中新網四川新聞7月11日電(吳平華 楊錦 )智匯長江首城,共享成長價值,10日,由宜賓市科學技術局、宜賓市數據局、宜賓市高鐵南片區開發建設指揮部辦公室聯合主辦,北京中關村信息穀資產管理有限責任公司承辦的“長江首城宜創匯”協同創新大賽人工智能
地質隊日記:塔克拉瑪干腹地,沙丘下出現巨大的圓形結構 - 天天要聞

地質隊日記:塔克拉瑪干腹地,沙丘下出現巨大的圓形結構

記錄人:劉哲,西部油氣地質勘查第六分隊 / 塔里木盆地沙地淺層剖面組成員時間:2023年5月10日地點:塔克拉瑪干沙漠腹地,庫車–民豐剖面中段那是一次平常不過的地震波剖面測線任務,我們團隊負責在塔克拉瑪干腹地沿一條南北走向布點,配合衛星圖像