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南加大开发出可自我修复的3D打印材料

来源:cnBeta.COM   更新时间:2019-02-12 09:22:17    

  南加大维特比工程学院的研究人员研发出一种具有自我修复能力的3D打印材料,这些材料在破碎或割碎后可以自行修复,有望应用于鞋业,轮胎制造,软机器人开发甚至电子产品。

  王启明助理教授和南加州大学维特比工程学院的学生开始使用一种称为光聚合的制造方法,具体指用光来硬化特定的液态树脂材料。应用于3D打印物体中,其能够实现自我修复,团队必须在氧化化学基团时找到最佳的混合物及比例,从而在自我修复后保持原始强度和功能。

  “当我们逐渐增加氧化剂时,自愈行为变得更强,但光聚合行为变得更弱,”王说。 “这两种行为之间存在竞争。最终我们发现这种比例能够实现高度自我修复和相对快速的光聚合。”

  该团队通过打印一系列物体(包括鞋垫,软机器人,多相复合材料和电子传感器)测试其方法,然后将它们切成两半。在60°C(140°F)下经过大约2小时后,大部分物体完全自愈。由于导电的碳存在,电子传感器的自我修复需要两倍的时间。

  研究人员表示,通过提高温度可以缩短修复时间。

  “事实上,在不同的温度下 - 从40摄氏度到60摄氏度 - 材料几乎可以愈合到100%,”该研究的第一作者Kunhao Yu评论道。 “通过改变温度,我们可以控制愈合速度,即使在室温下,材料仍然可以自愈。”

  该团队现在正在研究一系列可以自愈的材料的开发,这些材料可以继续生产自我修复的汽车部件或防弹衣。

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