科学家发明具有形状记忆的超级3D打印硅材料
时间：2017-07-15 17:35 来源：3ders.org 作者：中国3D打印网 阅读：次
劳伦斯利弗莫尔国家实验室（LLNL）的研究人员使用直接油墨写入（DIW）技术3D打印的硅氧烷超材料具有形状记忆功能，这些材料已经显示出广阔的市场前景。
研究人员对这种3D打印超材料已经研究多年，它比普通的3D打印材料提供很大的优势：新颖而复杂的形状，快速便宜的制造。在LLNL的一个新的研究项目中，科学家们已经使用直接墨水写作来创建具有可塑形状记忆的3D打印硅胶超材料，在变形后能够恢复到先前的形状。这些材料有一天可以用来制造高级的可穿戴保护垫和靠垫。
通过探索，LLNL研究人员发现他们可以定制机械响应并将功能引入到材料中，这是通过将3D打印结构孔隙度与通过向印刷油墨中加入中空的充气微球而获得的“内部空隙度”来实现的。研究人员说：“这里，我们第一次证明，通过添加具有受控的壳玻璃化转变温度的聚合物微球，3D打印多孔弹性体可以实现形状记忆。为了生产3D打印的硅氧烷超材料，研究人员通过微型喷嘴挤出具有高度控制的流变行为的粘弹性油墨。研究使用3轴3D打印机。
三维印刷硅材料可用于耐磨保护垫。
在研究期间，使用两种不同的充气微球来评估壳体强度和玻璃化转变温度（Tg）对3D打印结构中的压缩特性和压缩变形的影响。发现微球体的玻璃化转变温度为44℃（Tg44）可以得到比Tg113更好的结果。研究人员发现，在玻璃化转变温度以上的温度下，“显着的压缩永久变形”。研究人员还指出，“在较低的温度再加热时观察到恢复，在较大温度（约110°C）下完全恢复。研究人员将Tg44微球材料的形状记忆性能归因于加热到高于玻璃化转变温度时微球的再膨胀。形状保持由交联结构适应。最终，这些3D打印的超材料可以进入各种实际应用。 LLNL科学家已经确定这些材料有用于保护性填充和缓冲作用的潜在的应用项目中，可以通过3D打印硅胶的改进，也可以找到其他用途。
这项研究已发表在《科学报告杂志》上，标题为《3D打印有机硅与形状记忆》，其作者是Amanda S. Wu，Ward Small IV，Taylor M. Bryson，Emily Cheng，Thomas R. Metz，Stephanie E. Schulze ，Eric B. Duoss和Thomas S. Wilson。
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