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拉马尔大学开发自愈材料实现零浪费

2019-11-06| 发布者: www.d83w.com | 查看: 1116|原作者: 东部三维网

摘要:最近,得克萨斯大学拉马尔分校的一组研究人员在助理教授KevinDawami博士的带领下,使用先进的SLA3D打印机开发了一种自愈材料。该技术具有多种应用,从固定鞋底和手机屏幕到软骨修复。通过将材料暴

最近,得克萨斯大学拉马尔分校的一组研究人员在助理教授Kevin Dawami博士的带领下,使用先进的SLA 3D打印机开发了一种自愈材料。该技术具有多种应用,从固定鞋底和手机屏幕到软骨修复。通过将材料暴露于紫外线下,可以实现“自我修复”。研究人员认为,它可以减少材料损坏时产生的废物量,并且如果可以自行修复,则可以进行修复而不会造成任何浪费。

博士凯文达瓦米(Kevin Dawami)也是该大学纳米微宏制造小组的负责人,他的团队在科学报告中发表了有关嵌入式治疗储液罐主题研究的论文。其他制造自我修复结构;合著者是梅尔达莫塞尼扎德(Melda Mosenizad),摩根米查姆(Morgan Micham),普拉文达马苏(Pravin Damasus),昆汀威廉姆斯(Quentin Williams)和迈克尔蒙特(Michael Monte)。

研究人员写道:“自我修复材料可以通过修复其造成的损坏来部分或完全恢复其机械性能,并且在没有通道或通道受限的情况下具有巨大的应用潜力。在这里,我们展示了一种新的设计一种以生物为灵感的自我修复材料,其中嵌入结构中的晶胞填充有紫外线固化树脂并充当自我修复剂的储存器,可以对机械损伤进行反复修复。延伸到一个预埋储层中,通过毛细管作用将愈合剂释放到裂缝平面中,并通过紫外线照射聚合后将裂缝表面粘结在一起,此处的结构是通过使用以下方法逐层沉积材料来制造的立体光刻。

“ Resin Capture”最初开发为一种独特的集成技术,旨在扩展3D打印制造技术的功能,以创建功能更广泛的组件。与先前报道的自愈材料相比,该自愈材料是一步制造的,没有任何连续的阶段,即用治愈剂填充储库。诸如纳米压痕和三点弯曲之类的多尺度机械测试证实了我们方法的有效性。

该团队的材料受自然启发,密封修复树脂通过一系列储液器被捕获在材料内部,并且仅在破裂时释放。这听起来很熟悉吗?它可与我们皮肤中的微血管血液网络媲美,并且在受伤时有助于恢复健康。

恢复我们的组织。仅在这种情况下,毛细作用才能使对紫外线敏感的树脂逸出,而不会使血液进入伤口表面,因此仅需要必要的量即可修复孤立的损伤。

[图片:拉马尔大学]

如《新地图集》中的一个故事所解释,“只要这些物体完好无损,液体就不会被破坏。但是,如果聚合物树脂破裂,毛细作用将提取一些液态树脂。一旦在光源下迅速暴露在人造紫外线下,液态树脂就会聚合并密封裂缝。”

根据大学的说法,由于“自我修复机制的自主功能”,几乎不需要在短时间内暴露于紫外线下进行干预,以修复对材料的任何损坏。紫外线辐射可以远程进行,对于难以触及的设备组件特别有用。

这种自我修复的3D打印材料的潜在利益是深远的。使用这种材料来修理容易损坏的日常物品(例如设备组件,眼镜和工具)要快得多。此外,如果使用更多的自我修复机制来制造更多物品,则由于产品损坏而导致运往垃圾填埋场的废物量将大大减少。

[图片:拉马尔大学]

Kevin Dawami博士的研究团队在论文中使用SOLIDWORKS设计的SLA 3D打印机制作了材料测试样本。他们现在正在致力于技术的进一步发展,以减少实现自我修复所需的光量为目标。这意味着不需要人工干预,只有周围的紫外线源(例如阳光)可以自我修复。



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