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3D打印高分子制造低成本的機械傳感器
2015-02-25  來源:中國聚合物網(wǎng)

    想象一下,如果能夠3D打印出可以對周圍的環(huán)境做出反應的分子,那將是什么樣一種情況?近日,華盛頓大學的一個研究項目將定制化學(customchemistry)和3D打印結(jié)合在一起,創(chuàng)建了一個骨狀的塑料標簽,這種塑料標簽在拉伸狀態(tài)下會變成紫色,從而提供了一種簡單的方法來記錄物體受到的力。

    “在華盛頓大學,這是一個期待已久的聯(lián)姻——3D打印屬于工程學,功能材料則屬于化學!比A盛頓大學化學助理教授AndrewJ.Boydston說。

    華盛頓大學化學博士生GregoryPeterson和MichaelLarsen創(chuàng)造了一種聚合物,或者由許多重復單元串在一起組成的塑料,并將這種軟塑料用在了華盛頓大學化學實驗室的商業(yè)3D打印機上。

    該3D打印機的一個打印頭含有聚己內(nèi)酯,類似于我們常見的柔性3D打印線材。而另一個打印頭里含有的塑料有99.5%的組成與前者相同,但研究團隊在其中插入了一種分子——螺吡喃(螺吡喃),當它被拉伸時會改變顏色。

    “我們希望證明,功能性化學可以很容易地整合到可3D打印的材料中!盉oydston說!拔覀儼l(fā)現(xiàn),定制化學能夠很容易地融入3D打印。”

    打印出來的標簽是一塊白色的塑料,它一受力就會出現(xiàn)隱約可見的紫色條紋。因此可以作為一種廉價的、機械的、不帶電子部件的傳感器。整個標簽3D打印花了大約15分鐘,打印成本不到1美元。

    該傳感器可用于記錄建筑物或其他結(jié)構(gòu)上受到的應力。此外,據(jù)天工社了解,Boydston還想開發(fā)一種可以記錄沖擊力的傳感器,該傳感器可用于橄欖球頭盔,當它受到足夠的撞擊力時會改變顏色。

    該項目是由Boydston的研究團隊與華盛頓大學機械工程專業(yè)的MarkGanter和DuaneStorti最近合作的一部分。這兩位機械工程專業(yè)人員開發(fā)了新的3D打印材料和技術(shù)。

    研究人員可以通過不同的指令對3D打印機進行編程,使其打印出不同結(jié)構(gòu)的塑料——比如把可變顏色的部分放在中間、或者被其它塑料完全包裹,或者其他任何期望的形狀等。

    而Boydston則專門從事有機合成,或者,用他的話說:“就是用一些簡單、常見的分子組合成更為復雜的分子!

    Boydston將繼續(xù)與Ganter和Storti合作,規(guī)劃和創(chuàng)建更多融入了定制分子的3D打印對象。他說,將3D打印技術(shù)與定制化學結(jié)合起來,使打印材料具備了對周圍環(huán)境做出反應的能力,從而為定制化的醫(yī)療植入物和其他定制結(jié)構(gòu)提供了新的可能性。

    “這絕對是我們要繼續(xù)深入的領(lǐng)域!盉oydston說。

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(責任編輯:xu)
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