使用温度控制投影立体石版 (TOPS) 打印双网硬质水凝
Puskal Kunwar1,2, Bianca Louise Andrada1,2, Arun Poudel1,2
1Biomedical and Chemical Engineering Department, Syracuse University, Syracuse, New York 13210, United States.
ACS applied materials & interfaces
|June 15, 2023
概括
我们开发了一种新方法来3D打印具有卓越机械性能的坚固双网 (DN) 水凝. 这种技术可以创建定制的,机械可重新配置的灵活设备,如可调节镜头.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 聚合物化学 聚合物化学
- 生物材料是一种生物材料.
背景情况:
- 双网络 (DN) 水凝提供了增强的机械性能,但很难制造出复杂的3D结构.
- 现有的方法往往缺乏用于高级应用的分辨率或材料多功能性.
研究的目的:
- 开发一种用于制造3D定制双网络 (DN) 水凝结构的新方法.
- 为了实现印刷水凝在张力和压缩两方面都具有卓越的机械性能.
- 为了证明创造机械重新配置的设备的潜力.
主要方法:
- 优化了一种单预聚合物配方,使用可光交叉链接的烯胺和可热逆转的k-carrageenan.
- 使用3D打印系统 (TOPS) 来光聚化 κ-卡拉基安南sol-gel过渡温度以上的烯胺网络.
- 通过冷却生成二次 κ-卡拉基南 网络以创建坚固的 DN 水凝.
主要成果:
- 实现了高分辨率的打印 (37微米横向,180微米垂直) 和设计自由 (内部空洞).
- 证明了卓越的机械性能:在2400%应变时200kPa的终极拉力应力,在95%应变时15MPa的压力应力,具有高回收率.
- 调查了胀,部,自我愈合,脱水和再水对机械行为的影响.
- 成功打印了一个功能性的轴子镜头,通过拉伸拉伸展示了通过拉伸拉伸的动态贝塞尔束调整.
结论:
- 开发的方法使复杂的3D DN水凝能够制造出具有出色和可调节的机械性能的3D DN水凝.
- 这项技术有助于创建新型,机械可重新配置的智能设备,用于各种应用.
- 该技术广泛适用于其他用于先进材料开发的水凝系统.
