当自修复涂料“遇到”3D打印

时间:2019-04-19, 来源:纳琳威纳米科技(上海)有限公司

近些年,3D打印技术总是被大家频繁的提起。实际上,自上世纪八九十年代开始,3D打印技术就已有30多年发展历史,而直到2012年美国时任总统奥巴马在国情咨文中新次提到3D打印,该技术才开始成为全球科技界的热点。

近期,来自南加州大学Viterbi工学院的研究员们又开发了一种新型的 3D 打印橡胶自修复涂料,它可以实现材料的自我修复功能。简单来说就是假如你的鞋子或者玩具破损了,不需要直接扔掉,因为他们会进行自我修复。

自修复涂料

Viterbi工学院的助理教授 Qiming Wang 一直从事3D打印材料领域的工作,他与学生及康涅狄格大学助理教授 Yang Li 合作,共同创造了这种新材料,如果断裂或被刺破,可以快速进行自我修复。这种自修复涂料可以改变鞋类、轮胎、软机器人甚至电子等行业的游戏规则,缩短制造时间,同时提高产品的耐用性和使用寿命。这项研究使用光聚合的3D打印方法制造,用光固化具有某种几何形状的橡胶。二硫化物基团可以在断裂时重整,通过加入氧化剂,将硫醇转化为另一个二硫化物基团即实现了这种自我修复能力。找到两者之间的正确比例是解锁材料独特属性的关键。“当我们逐渐增加自修复涂料中的氧化剂时,自愈行为变得更强,但光聚合行为变得更弱,”Wang 教授解释说,“这两种行为之间存在竞争关系。后,我们发现了一种能够实现高度自愈和相对快速光聚合的比例。”

在征服了3D打印的软质材料后,现在他们正在努力开发不同的自修复涂料,从现有的软橡胶到刚性硬塑料,都具有不同的硬度。这些自修复涂料即可用于车辆部件等复合材料,甚至防弹衣。相信随着科技的发展和产业生态的形成,3D打印所应用的产业会越来越广,规模也会越来越成熟,到时候,一定会为我们的工作、生活等方面带来更多便利。

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