3D打印纖維素對象的截面和表面 纖維素是紙的主要成分,也是世界上數(shù)量豐富的的有機聚合物。它可再生,可生物降解,并且容易獲得,價格低廉。許多科學(xué)家試圖將其變成3D打印材料,但都面臨著一個主要障礙:纖維素加熱時會熱分解,在變成可打印的液態(tài)前它們的元素就分離了。另一方面,高濃度的纖維素溶液通常太粘稠而無法擠出。
作為一種被廣泛使用的材料,乙酸纖維素的常見應(yīng)用有攝影、涂料生產(chǎn)和眼鏡框架的制造,因此它可能是實現(xiàn)纖維素3D打印的關(guān)鍵。由于乙酸酯基的存在,乙酸纖維素的氫鍵較少,可以溶解在丙酮中并通過一個噴嘴擠出。當(dāng)丙酮蒸發(fā)時,乙酸纖維素就在原地固化。3D打印完成后,MIT研究員甚至找到了一種方法來恢復(fù)缺失的氫鍵。
“通過氫氧化鈉處理,我們修復(fù)了氫鍵網(wǎng)絡(luò),”MIT研究員解釋說,“相比其他常用材料,如ABS、PLA,用乙酸纖維素得到的打印件有更好的強度和韌性?!?
由于可3D打印的乙酸纖維素呈墨水形態(tài),研究人員可以用它來打印功能多樣的對象。例如,通過在溶液里添加抗菌染料,他們打印出一對有抗菌功能的手術(shù)鑷子。在熒光燈下,這種鑷子可以殺死細(xì)菌,研究人員認(rèn)為它們可以用在那些難以獲得新工具的邊遠(yuǎn)地區(qū)。
這種纖維素3D打印工藝的一個主要優(yōu)點是速度。乙酸纖維素不需要加熱便可擠出,這免去了3D打印工藝的一個主要步驟。此外,一些小技巧也可以加快整體速度,如對著3D打印件吹熱空氣來加速蒸發(fā)過程。研究人員還考慮開發(fā)一個系統(tǒng)來回收蒸發(fā)的丙酮,從而使得該方法更具成本效益和環(huán)境友好。
(編譯自3Ders.org)