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3D打印或将对生态环境产生恶劣影响

2015-11-05 10:01
雷本祖
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  近日,加州大学Riverside分校的研究人员们在一项针对某些3D打印对象的毒性研究中发现了一些令人不安的事实。该项目模的研究人员在利用斑马鱼胚胎来测试3D打印对象的毒性时发现,该胚胎在接触到一些测试材料时以惊人的速度死亡。

  这项研究结果将3D打印材料对于环境影响的问题凸显了出来,尤其是那些被废弃的打印过的材料。“这些3D打印机就像装在盒子里的小工厂。”该校Bourns工程学院生物工程副教授William Grover说:“我们对工厂规范管理,绝对不会把它带回家。然而我们已经开始把这些3D打印机像烤面包机一样带到我们的家里。”

  为了测试两种不同类型的3D打印材料的毒性,研究人员们使用了两款3D打印机,包括Stratasys公司基于DM技术的Dimension Elite和Formlabs公司使用液体树脂打印的光固化3D打印机Form1+。这项研究的目的是把3D打印行业作为 一个整体的对象,因此研究的结果并不会对这两个品牌产生影响。虽然两台3D打印机打印出的部件都对斑马鱼胚胎产生了可测量的毒性,但是Form1+和它打印出的树脂部件比Dimension Elite及其塑料部件负面影响更大。

  这项研究的开始有点偶然性。当时Grover为他的实验室购买了一台3D打印机,其研究生Shirin Mesbah Oskui要求将这台机器用在她自己的研究里。然而,当Oskui试图用3D打印机来开发工具,并将之用于研究斑马鱼胚胎时,她注意到当胚胎暴露在3D打印部件上之后就很快死去。Oskui向Grover报告了这些令人不安的事件,两人决定使用上述的两台3D打印机对3D打印对象进行毒性试验以把这个事情搞清楚。

  Oskui使用两台3D打印机打印了大量盘形部件,每个的直径为大约一英寸左右。然后这些盘子被安置在装有斑马鱼胚胎的培养皿。她随后研究了这些胚胎的生存率和孵化率,同时留意其发育异常的问题。

  研究发现,那些暴露在使用FDM 3D打印机打印出的塑料部件下的胚胎平均生存率比受控胚胎略有下降,让人担心塑料3D打印可能会造成的伤害。但是让人最为忧心的是使用液态树脂3D打印的部件,当胚胎暴露在这些部件上时其存活率明显下降,在第三天就有超过一半的死亡,到第七天全部死亡。而那些孵出后被暴露于用液态树脂3D打印的部件上的一些斑马鱼胚胎,100%地显示出发育异常。

  并非简单地将矛头指向3D打印行业,研究人员还开发了他们自己为这些光固化3D打印部件减毒的方法。只需简单的打印后处理,即使用紫外线照射即可成功地降低这些部件的毒性。Oskui发现,当对这些3D打印部件进行紫外线照射一小时后,它们对斑马鱼胚胎的毒性显著变小。而该校技术商业化办公室还为研究人员的这个发现申请了专利。

  这两位科学家将其研究结果写成论文发表在了《Environmental Science and Technology Letters》杂志上,论文题目为《3D打印部件的毒性评估与减毒(Assessing and Reducing the Toxicity of 3D-Printed Parts)》。研究人员希望他们对于3D打印材料的负面影响的发现能够导致更为严肃的研究。“很多人,包括我自己,对于3D打印技术都无比兴奋。”Grover说。“但我们真的需要退一步问问:这些材料的安全性如何呢?”

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