3D打印海藻酸钠基功能材料的研究进展

海藻酸钠优良的生物相容性和生物可降解性赋予其在生物医药领域广阔的应用前景,如何实现利用海藻酸钠制造生物医用材料、组织、器官成为推动其优良性能在生物医学上应用的重要挑战之一.3D打印技术拥有对结构的可控设计和材料的高利用率的优点,在生物材料的个性化定制加工方面具有独特的优势.本文介绍了海藻酸钠的性质特点,并综述了3D打印...     

植物纤维及其提取物增强聚合物的3D打印成型研究

3D打印技术作为新型成型技术,近年来受到了巨大的关注,但常见的PLA、ABS等单体打印耗材由于其自身的不同缺点,限制了其进一步的应用。本文综述了植物纤维及其提取物增强聚合物复合材料在3D打印领域的应用研究进展,重点阐述了木纤维、竹纤维,秸秆纤维等常见植物纤维用于3D打印的研究现状,还介绍了纤维素、木质素、半纤维素等植物纤维提取物增强聚合物用于3D打印的研究情况。同时对植物纤维/聚合物材料存在的一些问题及改性方法进行了分析与展望。     

聚合物前驱体3D打印制备高性能陶瓷

3D打印制备陶瓷可以实现结构-材料设计一体化,为复杂形状陶瓷材料快速成型提供了新途径。但是传统的3D打印制备陶瓷是以陶瓷粉末或陶瓷颗粒为打印材料,存在陶瓷构件尺寸精度差、表面光洁度低和力学性能不佳等问题。近年来,以聚合物前驱体为打印材料,通过3D打印成型、高温裂解等工艺制备高性能陶瓷技术的出现为改善这些不足提供了新方法,成为3D打印陶瓷领域的研究热点。本文概述了聚合物前驱体3D打印制备高性能陶瓷的研究进展,重点阐述了本体聚合物前驱体、聚合物前驱体/光敏化合物、聚合物前驱体/巯基化合物、光敏基团改性聚合物前驱体、增强体/聚合物前驱体五种典型材料体系的研究现状,并对其今后的发展方向进行了展望。     

3D打印用高分子材料及其复合材料的研究进展北大核心CSCD

3D打印技术亦称为增材制造,是基于三维数学模型数据,通过连续的物理层叠加,逐层增加材料来生成三维实体的技术。作为第三次工业革命的代表性技术之一,3D打印材料是影响3D打印技术发展与应用的关健因素。而高分子聚合物在打印材料中占据主要地位,其中高分子复合材料具有明显优势。本文综述了近年来3D打印用高分子材料及其复合材料的研究现状,包括高分子丝材、光敏树脂、高分子粉末、高分子凝胶及其它高分子材料,并对高分子材料在3D打印领域的发展进行了展望。     

3D打印TPU软材料工艺参数对层间粘接的影响

将热塑性聚氨酯弹性体(TPU)软材料通过挤出机制成线料,并用改进的基于熔融沉积原理(FDM)的3D打印机进行打印,考察了打印参数对打印物形貌及层间粘接强度的影响.研究发现,软硬段含量适宜的TPU弹性体软材料可用于FDM模式3D打印,打印层高对打印物的形貌影响较大,层高较大时,层间粘接面积小,打印物易发生变形;层高较小时,层间粘接面积大,打印物层与层之间出现挤压变形.同等条件下,TPU软材料3D打印物层间粘接强度为模压样品的70%左右,而硬质材料ABS的3D打印物层间粘接强度仅为模压样品的48%.研究还发现,层高设置及热台温度对打印物层间粘接强度影响较大,而打印速度和打印温度对样条层间粘接强度影响较小.采用TPU弹性体软材料打印的试样具有良好的回弹性,可弯折,试样外轮廓尺寸误差在1.65%以内.     

3D打印复合材料的研究进展

3D打印技术作为第三次工业革命的代表性技术之一,越来越受到工业界和投资界的关注。而3D打印成本高,不仅仅是自身的机器价格高,更重要的是打印材料价格昂贵。3D打印材料是影响3D打印技术发展与应用的关键因素。综述了近年来3D打印复合材料的研究发展以及技术创新应用,重点讨论了3D打印多功能纳米复合材料、纤维增强复合材料、无机填料复合材料、金属填料复合材料和高分子合金的性能及应用。同时对3D打印复合材料的开发及应用前景进行了分析和展望。     

聚合物基纳米复合功能纤维材料研究进展北大核心CSCD

通过纳米材料与纤维基体的复合制备出聚合物基纳米复合材料,使其兼具纳米材料的功能性和聚合物的易加工性。本文综述了纳米复合阻燃纤维、纳米复合抗紫外纤维、纳米复合抗菌纤维和纳米复合导电纤维材料及纳米复合功能纤维的研究现状,包括纳米材料的改性、设计构筑及其复合聚合物、复合材料纺丝和功能性评价。提出未来聚合物基纳米复合纤维的几个主要发展方向:纳米材料的结构设计及可控制备与功能复合技术、成纤高聚物纳米改性技术,以及纳米复合纤维后整理加工技术;开发多功能复合产业用纤维,以及利用纳米技术开发战略性新兴产业用功能纤维;智能纤维的开发研究;纳米复合功能纤维及纺织品的生态安全性及系统评价。     

聚合物基粘土纳米复合材料的流变行为研究

聚合物基粘土纳米复合材料具有与常规颗粒填充体系类似的流变特性 :在整个频率范围内 ,储能模量和损耗模量均随粘土含量的增加而变高 ,其频率依赖性会表现出非未端行为 :且当粘土含量超过临界值以后 ,储能模量会在低频区表现出似固体的平台发展。但与之不同的是前者在低粘土含量的条件下 (<10 % (wt) )就会表现出似固体行为或非末端行为。这些流变特性还会受到粘土的径厚比、化学特性、聚合物基体的分子结构参数和粘土与基体间的相互作用强度等因素的影响。聚合物基粘土纳米复合材料的流变行为是与其微观结构的形成和演化以及聚合物分子链在特定环境下的粘弹松弛过程紧密联系在一起的。本文综述了插层型、剥离型和聚合物分子链一端受限剥离型聚合物基粘土纳米复合材料在力场作用下的流变特性和粘弹松弛机理方面的研究进展。     

热微接触印刷制备酚醛树脂微纳米图案

以酚醛树脂(PF)为热交联物质,添加交联剂2,4,6-三[双(甲氧基甲基)氨基]-1,3,5-三嗪和产酸剂二苯基碘鎓六氟磷酸盐,表面带有精细微纳米图案的聚二甲基硅氧烷(PDMS)作为印章,采用热微接触印刷(hotμCP)技术制备热交联聚合物的微纳米图案.通过扫描电子显微镜(SEM)和接触角测量仪对精细结构图案进行表征.结果表明,这种简单、快速、低成本的hotμCP法能够成功地实现热交联聚合物的图案化,且最小尺度可接近100nm.     

双光子光聚合与功能微纳结构制备

随着纳米光电子学及生物医学组织工程领域的发展,器件的小型化、结构多样化及高度集成化,给微纳结构与器件制造领域带来了新的挑战。本文围绕飞秒激光双光子聚合技术,简要综述了双光子光聚合基本原理与双光子引发剂分子的研究进展,并对飞秒激光双光子聚合技术在功能微纳结构与器件制备中的应用及发展前景进行了展望。     

钒氧化物微/纳米空心球的制备技术的研究

钒氧化物微/纳米空心球由于具有比表面积高、负载容量大、密度低等特性,在催化剂、传感器、锂离子电池、电池阴极材料等相关行业中有着广泛的应用前景和研究价值。本文综述了钒氧化物微/纳米空心球材料的制备方法(包括软模板剂法、硬模板剂法、水热合成法和溶剂热合成法)及相关研究进展,并对今后的研究方向进行了展望。     

微纳米图案化表面对细胞行为的影响

在再生医学领域中,材料对细胞生长和组织修复的调节作用一直是极为关键的问题.随着表面图案化技术的发展,在材料表面制备规则、可控、种类多样的图案化区域成为可能,因而该技术被广泛应用于再生医学、组织工程以及细胞诊断等相关学科领域.通过微纳米表面图案化方法,改变材料的化学性质和拓扑结构,从而实现对细胞粘附、迁移、增殖、凋亡、基...     

Effects of Printing Parameters on Properties of FDM 3D Printed Residue of Astragalus/Polylactic Acid Biomass Composites

In order to develop a new kind of filament material for the fused deposition modeling (FDM) 3D printing, the residue of Astragalus (ROA), one of the most important Chinese herbal medicines, and polylactic acid were chosen as the raw materials to FDM 3D print biomass composite specimens, the effects of the printing parameters on the properties of the specimens were investigated. The results indicated that the mechanical properties and thermal stability of the printed specimen were affected obviously by the parameters while the melting and crystallization behavior of the specimens were little affected. For the wettability, it was also little affected by the printing parameter except for the printing speed. Increasing the printing temperature and the filling density or reducing the printing speed and the layer thickness could improve both the mechanical properties and the thermal stability of the FDM 3D printed PLA/ROA composite specimen; reducing the deposition angle could also improve the mechanical properties while having little effect on the thermal stability of the specimen.     

Design and Fabrication of Tubular Micro/Nanomotors via 3D Laser Lithography

Catalytic tubular micro/nanomachines convert chemical energy from a surrounding aqueous fuel solution into mechanical energy to generate autonomous movements, propelled by the oxygen bubbles decomposed by hydrogen peroxide and expelled from the microtubular cavity. With the development of nanotechnology, micro/nanomotors have attracted more and more interest due to their numerous potential for in vivo and in vitro applications. Here, highly efficient chemical catalytic microtubular motors were fabricated via 3D laser lithography and their motion behavior under the action of driving force in fluids was demonstrated. The frequency of catalytically‐generated bubbles ejection was influenced by the geometrical shape of the micro/nanomotor and surrounding chemical fuel environment, resulting in the variation in motion speed. The micro/nanomotors generated with a rocket‐like shape displayed a more active motion compared with that of a single tubular micro/nanomotor, providing a wider range of practical micro‐/nanoscale applications in the future.     

海刺猬状微纳结构钴镍化合物的合成与表征(英文)

采用均相沉淀法,以Co(NO_3)_2·6H_2O和Ni(NO_3)_2·6H_2O为原料,尿素作为沉淀剂,成功制备出了新型海刺猬状微/纳复合结构。通过调节反应温度,反应物浓度和物质的量的比,所获得的前驱体呈放射状纳米线构成的海刺猬结构。随后分别在氧气氛和氢气氛下对制备出的前驱体进行热处理,利用FE-SEM、TEM、XRD以及VSM等测试手段对制备出的微/纳复合结构前驱体及热处理产物进行了形貌表征、物相分析以及磁学性能表征。在氧气氛条件下处理得到的产物具有良好的亚铁磁性,并且很好地保持了前驱体的结构与形貌。结合热处理产物的分析,对该海刺猬微纳结构前驱体提出了一种可能的形成过程和机理。另外,在氢气还原条件下处理得到的产物为多孔微纳米球状结构,呈现出更为优异的亚铁磁性。     

3D Printing of Poly(3-hydroxybutyrate) Porous Structures Using Selective Laser Sintering

Summary: Poly(3-hydroxybutyrate) (PHB) 3D porous cubes were successfully built with Selective Laser Sintering (SLS), one of the many existing 3D printing technologies. The resulting cubes presented shape and dimensions very close to the corresponding virtual model. Moreover, they were resistant to handling without presenting any visible damage. The PHB powder did not present variation in thermal properties and chemical composition after 32.15 hours of SLS process as observed by proton nuclear resonance (¹H NMR) and differential scanning calorimetry (DSC) analysis, indicating that it can be re-utilized to print additional structures without affecting the reproducibility of the process.