3D 打印技術(shù)已廣泛應(yīng)用于航天航空、國(guó)防軍事、健康醫(yī)療、文化教育等領(lǐng)域。3D 打印材料是推動(dòng) 3D 打印技術(shù)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ),其性能在很大程度上決定了成形物件的綜合性能,因此,發(fā)展新型3D 打印材料具有重要的意義。最近,陜西師范大學(xué)房喻教授課題組立足分子凝膠研究基礎(chǔ),發(fā)展出一種新型可用于3D打印的材料。
與一般3D打印材料不同,在形態(tài)上,改材料是一種基于納米二氧化硅的凝膠乳液,凝膠乳液的流變學(xué)性質(zhì)可經(jīng)由二氧化硅含量的改變大范圍調(diào)控。在高剪切力作用下,該凝膠乳液仍然表現(xiàn)出相對(duì)較低的彈性剪切模量,從而能夠從打印機(jī)噴嘴穩(wěn)定擠出,逐層沉積,形成預(yù)設(shè)三維結(jié)構(gòu),通過(guò)并行光聚合和后續(xù)干燥,形成預(yù)設(shè)多孔3D結(jié)構(gòu)。研究發(fā)現(xiàn),該類材料密度可在0.19~0.96 g/cm3范圍內(nèi)調(diào)控,材料壓縮強(qiáng)度可在6~102 MPa范圍內(nèi)改變。更重要的是,該材料對(duì)低頻聲音有優(yōu)異的吸收能力。
毫無(wú)疑問(wèn),本工作的開(kāi)展對(duì)于豐富3D打印材料類型,實(shí)現(xiàn)3D打印制品的功能化無(wú)疑具有重要的意義。
圖-1 凝膠乳液制備以及3D打印過(guò)程
圖-2 3D打印得到的凝膠乳液以及聚合后材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)
圖-3 材料內(nèi)相結(jié)構(gòu)的調(diào)控:不同水含量時(shí)所獲材料SEM照片。
圖-4 多孔材料的低頻吸聲應(yīng)用(a和b)和聚合3D打印凝膠乳液得到的實(shí)物(c和d)
上述成果發(fā)表在Macromolecules, DOI: 10.1021/acs.macromol.8b02610上,論文的第一作者為陜西師范大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院博士生劉建飛,通訊作者為苗榮副教授與房喻教授。
論文鏈接:https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/10.1021/acs.macromol.8b02610
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