用添加剂3D打印气凝的新框架:硬件和油墨开发

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 纳米技术 纳米技术
• 化学工程是化学工程的重要组成部分.

背景情况:

• 3D打印使定制材料制造成为可能.
• 气凝具有独特的特性,但很难打印.
• 纳米颗粒的结合增强了气凝的功能.

研究的目的:

• 开发一种用于二氧化 (TiO2) 纳米粒子注入气凝的3D打印方法.
• 为了优化气凝油墨配方,以便精确打印.
• 探索光催化和环境修复中的应用.

主要方法:

• 适应商用3D打印机,使用定制注射器进行气凝油墨挤出.
• 配制了一种剪切薄化气凝墨水,具有均的TiO2纳米粒子分散 (50%重量).
• 使用了氨气蒸汽凝和超临界CO2干燥用于后处理.

主要成果:

• 实现了空气凝结构的3D打印,精度<1毫米.
• 制造的气凝具有高的特定表面积 (407 m2/g) 和低密度 (0.15 g/cm3).
• 证明了剪切稀释行为 (粘度从10,000Pa·s下降到1Pa·s) 实现平滑的挤出.

结论:

• 为功能性气凝开发了一种可扩展和具有成本效益的3D打印方法.
• 二氧化注入的气凝对催化,隔热和环境修复有希望.
• 这种方法允许通过精确的结构控制来定制气凝特性.