福建省の光硬化3Dプリントインテリジェント構造研究センターが新たな進歩を遂げる

福建省の光硬化3Dプリントインテリジェント構造研究センターが新たな進歩を遂げる
出典:福建省物質構造研究所

はじめに: ナノ粒子は材料に機能性を与えることができますが、高含有量または紫外線吸収性のナノ材料は DLP 3D プリンティングと互換性がありません。そのため、高速かつ高精度の DLP 3D 印刷技術を使用して多機能 3D スマート構造を準備することが課題となっています。

エレクトロニクス、ソフトロボティクス、組織工学、バイオメディカルなどの最先端技術の急速な発展には、精密な構造と多機能性を備えた 3D スマート コンポーネントが必要です。 3D 印刷技術は複雑でカスタマイズされた 3D 構造の製造に革命をもたらしました。一方、形状記憶ポリマー (SMP) は環境刺激に応じて形状、特性、機能を変えることができ、どちらも 3D スマート構造の製造に大きな可能性を示しています。デジタル光処理 (DLP) に基づく 3D プリントは、スマート材料の作成に新しいアイデアを提供しますが、材料のカテゴリは感光性樹脂に限定されています。ナノ粒子は材料に機能性を与えることができますが、高濃度または紫外線を吸収するナノ材料は DLP 3D プリンティングと互換性がありません。そのため、高速かつ高精度の DLP 3D 印刷技術を使用して多機能 3D スマート構造を準備することが課題となっています。


中国科学技術部国家重点研究開発計画および中国国家自然科学基金の重点プロジェクトの支援を受けて、中国科学院福建省物質構造研究所の呉立新研究員率いる研究チームは、加水分解性アセタール基を持つ二官能性アクリレートモノマーTBMMAを合成し、これを4-アクリロイルモルホリン(ACMO)の架橋剤として使用し、DLP 3Dプリントによって熱硬化性犠牲鋳型を構築しました。 TBMMA を添加すると、印刷精度と高温での樹脂の寸法安定性が向上します。 3D プリントされた金型は、穏やかな酢酸溶液条件下で加水分解できます。自己修復型 3D スマート構造は、動的ジスルフィド結合と犠牲 3D プリント鋳型を備えたエポキシ樹脂 / カーボンナノチューブ複合材料 (EPSS/CNT) を鋳造することで得られ、近赤外光によって引き起こされる 3D スマート複合材料の段階的な固定小数点形状記憶と自己修復プロセスを可能にしました。この研究は、DLP 3D プリンティングを使用して高精度構造と多機能性を備えた 3D スマート複合材料を製造するための独自の戦略を提供し、最先端分野における 3D スマート構造の応用領域を大幅に拡大することになります。関連する結果は、Chemical Engineering Journal(2022、427、131580)に掲載されました。この論文の第一著者はミャオ・ジアタオ博士です。

図: 光硬化 3D プリントされた犠牲熱硬化型は、近赤外線誘導自己修復 3D スマート構造の構築に使用されます。近年、チームは光硬化 3D プリント樹脂の研究において一連の重要な進歩を遂げています。 3Dプリントのフォトカレットによる柔軟なひずみセンサー(2021、31、2008729、ACS Applied Materials&Interfaces、12、6479?6488)を含む) IED Materials&Interfaces、2019、11、40642?40651); 276-286)、Xu Ying 研究グループと共同で開発した高強度、高耐熱性シアネートエステル 3D プリント樹脂 (ACS Applied Materials & Interfaces、2020、12、38682-38689) およびデュアルキュア 3D プリント樹脂システム (Journal of Materials Science、2019、54、5865-5876) などです。

ステレオリソグラフィー 3D プリント、DLP

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