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南加大师生开发新型 3D 打印材料,可实现自我修复

发布时间:2019-02-26 作者: 浏览量:593次

南加大师生开发新型 3D 打印材料,可实现自我修复


未来,我们或许不需要扔掉破损的鞋子和玩具,因为它们会进行自我修复。近期,来自南加州大学Viterbi工学院研究员们开发了一种新型的 3D 打印橡胶材料,可以实现材料的自我修复功能。

该学院助理教授 Qiming Wang 一直从事3D打印材料领域的工作,他与学生及康涅狄格大学助理教授 Yang Li 合作,创造了这种新材料,如果断裂或被刺破,可以快速进行自我修复。

这种材料或将改变鞋子、轮胎、柔性机器人甚至电子产品领域的游戏规则,缩短制造时间,提高产品的耐用性和使用寿命。

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3D打印自修复橡胶鞋底不是梦

该研究使用光来固化具有某种几何形状的橡胶。

二硫化物基团可以在断裂时重整,通过加入氧化剂,将硫醇转化为另一个二硫化物基团即实现了这种自我修复能力。找到两者之间的正确比例是解锁材料独特属性的关键。

“当我们逐渐增加氧化剂时,自愈行为变得更强,但光聚合行为变得更弱,”Wang 教授解释说, “这两种行为之间存在竞争关系。最后,我们发现了一种能够实现高度自愈和相对快速光聚合的比例。“

在短短 5 秒内,他们可以打印 17.5 平方毫米的材料,并且可以在 20 分钟内打印出一个完整的物体。当这种材料被切成两半后,在 60 摄氏度下,它只需 2 个小时就可完全愈合,恢复其强度和功能。如果提高这个温度,自我修复时间则会降低。即便在常温下,这种材料依然具备自愈能力。


              来源:百家号



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