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Updated: Sep 19, 2025
06:36
3D Printed Porous Cellulose Nanocomposite Hydrogel Scaffolds
Published on: April 24, 2019
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3D打印双层水凝的增强热响应通过纳米粘土结合
Francis Klincewicz1, Subhash Kalidindi2,3, Siyuan Liu1
1Materials Science and Engineering, University of Delaware Newark DE 19716 USA lkorley@udel.edu.
Molecular systems design & engineering
|June 16, 2025
概括
这项研究表明,将少量蒙特莫里隆尼特 (MMT) 粘土纳入3D打印的聚烯酸胺 (pNIPAAm) 水凝中,如何显著提高其执行性能. 这些MMT增强的纳米复合材料水凝,当在双层中使用时,与无粘土版本相比,显示出加快的反应.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 聚合物科学 聚合物科学
- 添加剂制造 添加剂制造 添加剂制造
背景情况:
- 响应刺激的水凝为先进的执行应用提供了潜在的潜力.
- 数字光处理 (DLP) 3D打印使复杂的多层水凝制造成为可能.
- 纳米粘土的结合可以改善水凝的性能,但其对3D打印双层的影响需要进一步研究.
研究的目的:
- 调查蒙莫里隆石 (MMT) 纳米粘土形态和负荷对3D打印的聚烯酸胺 (pNIPAAm) 水凝的热启动的影响.
- 制造和表征3D打印的pNIPAAm/MMT-多2-乙烯酸酸 (pHEA) 双层水凝,用于增强执行.
- 评估这些纳米复合材料双层与无粘土对应物的性能,并评估数学模型的预测.
主要方法:
- 使用DLP3D打印来制造多层水凝.
- 使用乙醇-水辅溶剂系统将MMT纳米粘土的不同度纳入pNIPAAm水凝前体.
- 通过顺序打印pNIPAAm/MMT和pHEA层来制造双层水凝.
主要成果:
- 较低的MMT负载 (0.5%重量%) 显著提高了pNIPAAm水凝中起动的初始速率和最终大小.
- 与pNIPAAm-pHEA双层相比,3D打印的pNIPAAm/MMT-pHEA双层表现出加速的启动.
- 一个数学模型显示,由于水凝惯性效应,预测双层曲率存在局限性.
结论:
- MMT纳米粘土作为一种有效的添加剂,用于调整3D打印的pNIPAAm水凝的执行性能.
- 与MMT整合相结合的DLP3D打印为创建先进的刺激响应双层执行器提供了可行的途径.
- 需要进一步完善数学模型,以准确预测复杂的3D打印双层水凝系统的行为.
