单纤维涂层和多功能纸张的增材制造
Joanna Judith Mikolei1, Christiane Helbrecht2, Janine Christin Pleitner1
1Ernst-Berl Institut für Technische und Makromolekulare Chemie, Macromolecular Chemistry - Smart Membranes, Technische Universität Darmstadt Peter-Grünberg-Straße 8 D-64287 Darmstadt Germany annette.andrieu-brunsen@tu-darmstadt.de.
RSC advances
|April 30, 2024
概括
研究人员开发了一种新的方法来控制纸张的湿透性,通过在板材制造之前对单个纤维进行功能化. 这允许精确控制流体的传输和分离,使先进的纸质设备成为可能.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 表面化学 表面化学
- 化学工程是化学工程的重要组成部分.
背景情况:
- 基于纸质的材料为流体控制提供了潜力,但在制造后修改可湿性限制了设计复杂性.
- 目前调整纸张湿度的方法通常仅限于纸制造后的表面处理.
研究的目的:
- 开发一种方法来精确控制单个纤维层面上的纸张湿度.
- 为了实现复杂的可湿性架构的纸质材料的制造,用于先进的应用.
- 为了证明这些材料在选择性流体分离中的潜力.
主要方法:
- 用基于二氧化的涂层 (半孔或密集) 功能化纤维素纤维,以调整可湿性.
- 使用纤维沉积或用功能化纤维进行纤维打印来制造纸张.
- 创建具有整合湿度模式和横跨板块横截面的梯度的纸张.
主要成果:
- 逐渐调整纸张的湿透性,从水友性到疏水性,实现排除水分.
- 开发一个带有不同涂层和组成的纤维库,以控制可湿性和流体流量.
- 用设计的可湿性架构制造纸张,包括图案和Janus设计.
- 使用具有不对称湿透性的纸张进行侧面选择性油水分离的演示.
结论:
- 将纤维级湿度控制与纸张制造相结合,提供了前所未有的设计灵活性.
- 这种方法可以创建先进的基于纸质的材料,用于选择性流体分离和传感.
- 开发的方法克服了复杂的可湿性设计的加工后纸张修改的局限性.
