農業科学アカデミーの科学者らは、3Dプリント材料として使用できる新しいタイプの生分解性接着剤を開発した。

農業科学アカデミーの科学者らは、3Dプリント材料として使用できる新しいタイプの生分解性接着剤を開発した。
出典:北京ニュース

記者は中国農業科学院から、中国の科学者が超分子重合法を用いて3Dプリントに使用できる新しい接着材料を開発したことを知った。当該研究成果は「Journal of Chemical Engineering and Advanced Science」にオンライン掲載され、国家発明特許を取得しました。

△高温と低温の両方に耐える接着剤の製造と塗布。写真提供:中国農業科学院。研究は中国農業科学院麻研究所の生分解性材料開発利用チームと国内の他の大学が共同で完了したと理解されている。チームの研究者によると、接着剤は日常生活、医療、自動車産業、航空宇宙などの分野で広く使用されており、環境意識の向上に伴い、環境に優しい生分解性接着剤材料の開発が重要な研究テーマとなっている。しかし、既存の接着剤は一般的に、特に過酷な環境においては接着力が低いという問題を抱えています。

この研究では、研究者らは分子認識と超分子重合の戦略を利用して、高温と低温の両方に耐性のある一連の接着剤を合成しました。これらの接着剤の強度は、150°Cの高温で5.18 MPa、-196°Cの低温で9.52 MPaに達しました。研究者らはそのメカニズムを研究することで、-80℃~150℃の広い温度範囲での接着挙動をリアルタイムかつ定量的にモニタリングすることに成功しました。同時に、カスタム機器を使用して、接着の持続性、減衰、および故障時間を簡単に監視できます。さらに、接着不良は視覚化され、ワイヤレスで警告されます。

報道によれば、この研究により、高温と低温の両方に耐えることができ、接着効果に優れたタイプの接着材料が開発され、接着効果のモニタリングにも新たなアイデアがもたらされたという。

研究者らは、上記の研究に基づき、接着材料の応用範囲をさらに拡大するために、天然の小分子リポ酸を材料として、その熱応答性開環重合特性を利用してポリリポ酸を形成し、ポリリポ酸をベースにした新しいタイプの接着剤を調製した。接着剤の時間依存的な自己強化効果に基づいて、ホットメルト堆積 3D プリントに適用されます。ポリリポ酸の 3D プリントにより、さまざまなスケールのモデル形成が完全に実現されます。

研究者によると、3Dプリント後、ポリリポ酸でプリントされたモデルは時間の経過とともに機械的強化特性を示し、これはポリリポ酸とリポ酸の微視的自己組織化によって引き起こされたことが研究で明らかになった。この研究は、微視的レベルでの自己組織化と巨視的レベルでの自己組織化の有機的な組み合わせを実現します。この研究は、接着材料の制御可能な製造と機械的強化のための実現可能な方法も提供し、次世代の機能性接着材料の応用への道を開きます。

この研究は、国家自然科学基金、中国農業科学院科学技術革新プロジェクト、国家麻産業技術システムなどのプロジェクトによって資金提供されました。





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