新3D列印動態材料可對光作出反應

據《3D列印商情》了解，一個跨機構研究小組已經開發出了他們所希望的一種新的合成材料，該新材料的聚合物特性以新穎的方式動態響應光明和黑暗，具有與自然界中所發現的類似動態特性，可用於各類應用，包括3D列印及其他類型的製造和回收。

這類具有動態特性的新型合成材料

這些特性隨著光照和黑暗條件的變化而變化

來自澳大利亞昆士蘭科技大學（QUT）以及比利時根特大學（UGent）和德國卡爾斯魯厄理工學院（KIT）的團隊創造了該合成材料，這種材料對環境刺激具有可逆的聚合物特性——在這種情況下，綠色LED燈然後黑暗。

雖然對光有反應的材料早已被發明出來，但該團體表示，他們研發的材料與眾不同的是，光被用來作為穩定化學鍵而不是破壞化學鍵的觸發因素。出於這個原因，該團隊為這種新材料起了一個新名字——光穩定動態材料（LSDM）。

「我們希望將LSDM作為一種全新的材料引入3D列印行業。」在QUT完成研究的同時從事這項研究的Hannes Houck在一份新聞聲明中表示。

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正常化學的對立面

具體而言，研究人員使用萘（一種已知用於蛾驅蟲劑的化學物質）和偶合分子三唑二酮（TADs）來製造這種物質。

研究人員發表在《美國化學學會期刊》上的論文表示，材料與刺激之間的相互作用與化學中通常發生的相反，這使得它們在材料科學方面的工作相當獨特。

「通常情況下，你使用不同波長的光或額外的熱量或刺激性化學物質來破壞形成網路結構的聚合物分子鏈。」研究人員寫道。

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獨特反應

然而，在這種情況下，團隊使用綠色LED燈來穩定網格，用「溫和」的觸發器來打破網格，使其崩潰，然後流走，即所謂的「黑暗」。研究人員寫道：「重新開啟燈光，材料重新硬化並保持其強度和穩定性。」

「這就是所謂的失衡化學系統，」研究人員在論文中解釋說， 「綠光的恆定能量使化學系統保持這種結合形式，將其推出平衡狀態。把光帶走，系統就會回到放鬆、最低能量狀態。」

研究人員表示，他們可以通過輕觸開關重複材料從硬到柔韌的轉換，並調暗光線以調節材料的機械性能。

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使用光穩定的支撐物

研究人員說，該材料的應用包括作為3D列印墨水，用於列印臨時的、易於移除的支撐支架，這將有助於列印目前受到典型逐層製造工藝限制的自由懸掛結構。

「你3D列印像橋樑這樣的東西需要支撐時，在設計列印過程中用別的材料作為支撐，當你不再需要它時需要後處理將其移除。」QUT大分子化學家和Christopher Barner教授Kowollik說，「如果你使用光穩定的動態墨水作為支架，您可以在光線下進行3D列印，然後關閉燈光，讓腳手架墨水流走。」

LSDM的另一個潛在用途可能是作為細胞生物學研究工具，生物學家將其用作細胞表面支撐物，它們可以通過光調製改變而不損害細胞。

來源：3D列印商情

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