由于纖維素無法被加熱融化，到現(xiàn)在為止，在3D打印工藝中使用纖維素都是相當困難的，因為大多數(shù)的3D打印技術(shù)都需要先使原材料熔化。為了繞過這一障礙，研究人員將纖維素納米原纖維與一種含水量高達99％的水凝膠混合在一起，并使用高分辨率3D生物打印機打印這些凝膠。
“將纖維素的使用與3D打印技術(shù)結(jié)合起來具有很大的環(huán)境優(yōu)勢。”Chalmers理工大學(xué)的生物聚合物技術(shù)教授Paul Gatenholm說，“纖維素是一種無限可再生的材料，它可以完全生物降解，還能跟二氧化碳結(jié)合，降低其在大氣中的含量。”
除了將這種新創(chuàng)造的濕物料擠出本身就是一個挑戰(zhàn)之外，更大的挑戰(zhàn)是確保對象在打印完成之后還能保持住它們的形狀。
為了解決這個問題，該纖維素凝膠還混合了碳納米管，該碳納米管能夠制造一種導(dǎo)電油墨。而當在干燥過程中使用一種導(dǎo)電凝膠和一種非導(dǎo)電凝膠時，研究人員能夠制作出一種微型3D電路，它的作用是協(xié)助加快烘干過程，同時也幫助對象保持其預(yù)定的形狀。
“干燥過程至關(guān)重要。”Gatenholm補充說，“我們已開發(fā)出一種技術(shù)，既先將對象冷凍起來，然后用各種手段將水去除，同時不影響對象的形狀。另外，也可以讓結(jié)構(gòu)在一個方向上崩潰，從而制造出薄膜。”
Gatenholm宣稱，他們團隊進行的研究——包括決定使用兩種不同的凝膠——為一系列基于纖維素、而且可內(nèi)置電路的3D打印產(chǎn)品開發(fā)提供了基礎(chǔ)。“這些技術(shù)的潛在應(yīng)用包括繼承了傳感器的包裝、可以將身體熱量轉(zhuǎn)化成為電力的紡織品，以及能夠與醫(yī)護人員溝通的傷口敷料等。”他補充說。
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