研究人員開發(fā)出一種獨(dú)特的制造三維多孔結(jié)構(gòu)的方法

具有可控孔隙率的材料已經(jīng)在分離，催化，儲能，傳感器和致動器，組織工程和藥物輸送中發(fā)現(xiàn)了多種應(yīng)用。已經(jīng)開發(fā)了多種方法來制造孔徑范圍從納米到毫米的明確定義的多孔材料。例如，犧牲模板的引入可以在去除嵌入材料之后賦予包封它們的材料多孔性?；蛘?，涉及相分離，直接模板化和化學(xué)反應(yīng)的程序已經(jīng)證明了分層多孔結(jié)構(gòu)的制造。這些方法固有地需要多個(gè)步驟，并且受制造結(jié)構(gòu)的可達(dá)到的復(fù)雜性限制。

以3D打印為代表的數(shù)字制造的最新進(jìn)展使得能夠制造由具有多孔性的聚合物材料組成的多孔3-D結(jié)構(gòu)，但是受適用于該方法的材料的限制。例如，溶劑澆鑄3-D印刷(SC3DP) - 聚合物油墨的直接3-D印刷和溶劑的原位蒸發(fā) - 允許制造具有對印刷油墨的流質(zhì)的嚴(yán)格要求的3-D多孔結(jié)構(gòu)(例如高粘度和高蒸氣壓)。

來自新加坡科技與設(shè)計(jì)大學(xué)(SUTD)軟流體實(shí)驗(yàn)室的研究人員開發(fā)了一種新穎的3D打印方法，一步制造三維多孔模型，稱為浸沒沉淀三維打印(ip3DP)。在新開發(fā)的方法中，將含有聚合物的油墨直接印刷在非溶劑浴中，并且印刷的油墨通過浸沒沉淀快速固化。通過浸沒沉淀的自發(fā)凝固在微米至納米尺度下產(chǎn)生孔隙。3-D印刷物的孔隙率易于通過聚合物和添加劑的濃度以及溶劑的類型來控制。更廣泛的溶劑選擇允許印刷更廣泛的熱塑性塑料。要突出顯示此功能，

“這項(xiàng)工作是基于數(shù)字控制材料沉積的三維控制浸沒沉淀的首次證明，”該論文的主要作者Rahul Karyappa博士說。

主要研究人員，橋本Michinao助理教授表示，“廣泛選擇的可印刷材料，以及定制其形態(tài)和特性的能力，使ip3DP成為一種新穎的3D 打印方法，以制造功能結(jié)構(gòu)。”