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研究人员开发出可3D打印的新型纤维素材料

导读: 最近来自新加坡科技与设计大学(SUTD)的研究人员已经开发出一种可持续的方式,不仅可以用纤维素进行3D打印,还可以3D打印大型物体。

纤维素是地球上含量最丰富的有机化合物,研究人员一直致力于开发3D打印方法,以充分利用其可用性。目前仍有许多问题限制了3D打印纤维素的实际应用,如缺乏可扩展性、高生产成本和与塑料结合使用时会导致污染的衍生物。但最近来自新加坡科技与设计大学(SUTD)的研究人员已经开发出一种可持续的方式,不仅可以用纤维素进行3D打印,还可以3D打印大型物体。

研究人员开发出可3D打印的新型纤维素材料

纤维素构成了绿色植物的坚硬外壳,但SUTD研究人员在其他地方寻找灵感,从真菌样卵菌的壁上获得灵感,通过在纤维素纤维之间引入少量几丁质复制。得到的真菌样粘合材料(FLAM)具有坚固、价格低廉、重量轻等特点,可以使用木工技术进行加工。

研究人员开发出可3D打印的新型纤维素材料

没有使用有机溶剂或合成塑料来制造该材料,使其完全环保。可扩展的可再生材料在户外堆肥设施和其他自然条件下也可生物降解。它也很实惠-FLAM与商品塑料的成本大致相同,比普通塑料线材(如ABS和PLA)便宜10倍。研究人员还开发了针对FLAM的增材制造技术。

“我们相信,第一个大规模添加剂制造工艺与地球上最普遍存在的生物聚合物将成为过渡到环境友好型和循环型制造模式的催化剂,其中材料在封闭区域系统中生产、使用和降解。”该项目的共同负责人、SUTD助理教授Javier Gomez Fernandez说道。“这种复制和制造的材料组成在卵菌壁中发现,即未改性的纤维素,少量的壳聚糖(地球上第二丰富的有机分子)和低浓度的乙酸,可能是生物敏感材料领域最成功的技术成果之一。”

研究人员开发出可3D打印的新型纤维素材料

据悉,该研究发表在一篇题为“大规模添加剂制造与生物激发纤维素材料”的论文中。

“我们相信这里报告的结果代表了全球制造业的转折点,对材料科学、环境工程、自动化和经济等多个领域的影响更广泛,”助理教授兼项目联合负责人Stylianos Dritsas说。 “到目前为止,我们一直关注基础技术的发展,很少有时间投入到具体的目标应用中。我们现在正处于寻求工业合作者把这项技术从实验室带到世界的阶段。”

SUTD的研究人员正在开发FLAM,以满足对更可持续制造材料的不断增长的需求,而且它是一种有前途的材料,不需要森林资源或农田。3D打印就像整个制造业一样,迫切需要更环保的3D打印材料,SUTD团队认为FLAM可能是答案。强大而轻便的材料为3D打印大型结构提供了良好的条件,这一事实尤其令人鼓舞。

据悉,该论文的作者包括Naresh D. Sanandiya、Yadunund Vijay、Marina Dimopoulou、Stylianos Dritsas和Javier G. Fernandez。

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