據國外媒體報道,纖維素是一種天然聚合物,是植物細胞壁的主要成分。作為一種環保、生物相容的3D打印材料,它正被越來越多的人所使用。現在,科學家發明了一種方法,可以打印出纖維素含量比以往任何時候都高的復雜物體。
蘇黎世聯邦理工學院的研究機構和瑞士聯邦材料科學與技術實驗室(Empa)的研究人員共同開發了這項新技術。
首先,研究人員用水和6-14%的纖維素顆粒和纖維制成了一種“印刷油墨”。這些納米尺寸的纖維素顆粒懸浮在水中,這使得墨水具有類似凝膠的稠度。然后,使用一種稱為“直接墨水書寫”的過程,將材料從打印機噴嘴一層一層地噴出,形成三維物體。
然后將制品置于有機溶劑中。這時候纖維素顆粒會通過與溶劑的反應聚集在一起,可以使物體收縮密實。然后,這個拿出這個更小的物體,蒸發掉里面的溶劑。
接下來,將它浸入含有光敏塑料前體的溶液中,這些前體滲透到構成這個物體的纖維素“支架”中。當制品隨后暴露于紫外光時,前體變成固體塑料。
根據蘇黎世聯邦理工學院的說法,這使得最終復合產品的纖維素含量達到27%,這是一個新紀錄。根據所用塑料前體的類型,物體可以是硬的或軟的,這取決于它們的預期應用。
到目前為止,這種技術已經被用來制作一些相對小而精致的物體。一旦該技術得到進一步發展,該技術可用于生產軟骨替代植入物或定制產品包裝。
相關研究報告已發表在《高級功能材料》上。