密苏里大学林见/莱斯大学James Tour教授合作 ACS Nano：实现可持续性3D打印

2022-09-30 来源：高分子科技

光固化的3D打印技术具有高度的设计自由度以及高效的产品开发等优点，从而使其成为一种有潜力的新型制造技术。同时，为响应社会可持续发展的要求，如何在光固化3D打印中实现可持续性已成为必然的趋势。为实现光固化3D打印的可持续性，有四个关键要素：(1)开发硬件或技术，最大限度地减少打印过程中废物的产生；(2)可再生油墨；(3)打印产品的回收利用；(4)打印产品可持续的应用方式。而同时实现这些特点的3D打印目前还是一个挑战。

近期，作为共同通讯作者，密苏里大学的林见/莱斯大学James Tour教授联手将闪蒸石墨烯（Flash Graphene, FG）和生物基复合材料结合，应用到光固化3D打印技术中，实现在3D打印中的可持续性。团队通过从自然资源中制备可打印、可再生油墨；通过从打印的生物基复合材料中降解、回收油墨或将废弃后的复合材料重新闪蒸升级成FG；通过展示3D打印的可持续应用方式（轻质结构材料和高效微流控反应器）；实现了3D打印的可持续性。此外，还证明了FG可以作为纳米填料来增强生物机复合材料的机械性能，可用于打印优化的结构和声学超材料。FG并可作为光吸收剂来改善油墨，用于打印自支撑的三维微流控反应器，可用于纳米材料的合成。该成果近期以“Sustainable 3D Printing of Recyclable Biocomposite Empowered by Flash Graphene”为题发表在《ACS Nano》。文章第一作者吴宇超。

图1 打印，再加工和循环利用生物基复合材料的流程

图2 轻质结构材料和声学超材料的打印

图3 高效，节能的微流控反应器的打印

图4 打印产品的降解、回收和升级

论文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.2c08157

林见课题组长期致力先进制造相关的工艺和材料的研究。在3D/4D打印领域深耕多年。同时把机器学习，机器人等技术引入到材料和工艺研发过程中，极大的扩展了研究方向。欢迎对这些方向有兴趣读博的学生联系咨询。

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（责任编辑：xu）

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