使用自泡聚二甲基基油墨3D打印具有散装超性物体
Ruifeng Jiang1, Xiao Wang1, Shengmao Chao1
1Chengdu Development Center of Science and Technology, China Academy of Engineering Physics, Chengdu 610200, China.
ACS applied materials & interfaces
|April 30, 2025
概括
一种新的无溶剂墨水使得使用聚二甲基氧 (PDMS) 的耐用,超疏水性物体的3D打印成为可能. 这种环保方法可以创建用于防水和油水分离应用的轻量级,坚固的材料.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 表面化学 表面化学
- 增材制造 增材制造 增材制造
背景情况:
- 耐用超性材料对于各种应用至关重要,但由于使用溶剂和复杂的工艺,它们通过3D打印制造受到阻碍.
- 现有的方法往往在散装结构中难以保持超性,需要复杂的制造步骤.
研究的目的:
- 开发一种无溶剂,自发泡的油墨,用于3D打印批量超物体.
- 为了实现强大的,层次的表面结构和低表面能量,以提高反水能力.
- 通过3D打印来证明材料的耐用性和多功能应用.
主要方法:
- 用热可扩展微球 (EM) 和聚四乙烯 (PTFE) 颗粒配制聚二甲基西洛 (PDMS) 基墨水.
- 使用开发的油墨,大批量超水物体的3D打印.
- 表面形态,超水性 (水接触角度,滑动角度) 和材料耐用性 (磨损周期) 的表征.
- 在防水,油水分离和浮力应用中评估印刷泡的密度和性能.
主要成果:
- 一种无溶剂,自发泡的PDMS墨水已成功开发用于3D打印.
- 印刷材料实现了卡西状态的超水性 (水接触角度为155°,滑动角度为9°) 由于层次的粗性和低表面能量.
- 这种超疏水泡表现出了特殊的耐用性,在1000次磨损循环后保留了性能.
- 这种轻质泡 (0.16 g/cm3) 显示出防水,油水分离以及作为无人机浮力载体的潜力.
结论:
- 这项工作介绍了一种简单且对环境无害的策略,通过可扩展的3D打印来制造强大的,散装的超性材料.
- 开发的基于PDMS的墨水和打印方法克服了传统方法的局限性,使实际应用成为可能.
- 该材料的耐用性和性能突出显示了其对可持续工业和环境解决方案的潜力.
