乙酸纖維素晉級為一種新的3D打印材料

據(jù)悉，近日，MIT（麻省理工）研究員成功開發(fā)出一種用乙酸纖維素（一種氫鍵較少的纖維素材料）進(jìn)行3D打印的技術(shù)。與其他形式的纖維素不同的是，乙酸纖維素可以溶解在丙酮中，然后通過一臺3D打印機(jī)的噴嘴擠出。這項(xiàng)研究已經(jīng)發(fā)表在《Advanced Materials》雜志上。

3D打印纖維素對象的截面和表面

纖維素是紙的主要成分，也是世界上數(shù)量最豐富的的有機(jī)聚合物。它可再生，可生物降解，并且容易獲得，價(jià)格低廉。許多科學(xué)家試圖將其變成3D打印材料，但都面臨著一個(gè)主要障礙：纖維素加熱時(shí)會熱分解，在變成可打印的液態(tài)前它們的元素就分離了。另一方面，高濃度的纖維素溶液通常太粘稠而無法擠出。

作為一種被廣泛使用的材料，乙酸纖維素的常見應(yīng)用有攝影、涂料生產(chǎn)和眼鏡框架的制造，因此它可能是實(shí)現(xiàn)纖維素3D打印的關(guān)鍵。由于乙酸酯基的存在，乙酸纖維素的氫鍵較少，可以溶解在丙酮中并通過一個(gè)噴嘴擠出。當(dāng)丙酮蒸發(fā)時(shí)，乙酸纖維素就在原地固化。3D打印完成后，MIT研究員甚至找到了一種方法來恢復(fù)缺失的氫鍵。

“通過氫氧化鈉處理，我們修復(fù)了氫鍵網(wǎng)絡(luò)，”MIT研究員解釋說，“相比其他常用材料，如ABS、PLA，用乙酸纖維素得到的打印件有更好的強(qiáng)度和韌性�！庇捎诳�3D打印的乙酸纖維素呈墨水形態(tài)，研究人員可以用它來打印功能多樣的對象。例如，通過在溶液里添加抗菌染料，他們打印出一對有抗菌功能的手術(shù)鑷子。在熒光燈下，這種鑷子可以殺死細(xì)菌，研究人員認(rèn)為它們可以用在那些難以獲得新工具的邊遠(yuǎn)地區(qū)。

這種纖維素3D打印工藝的一個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)是速度。乙酸纖維素不需要加熱便可擠出，這免去了3D打印工藝的一個(gè)主要步驟。此外，一些小技巧也可以加快整體速度，如對著3D打印件吹熱空氣來加速蒸發(fā)過程。研究人員還考慮開發(fā)一個(gè)系統(tǒng)來回收蒸發(fā)的丙酮，從而使得該方法更具成本效益和環(huán)境友好。

來源：marker.com&3Ders.org