3D打印塑料橫空出世，室溫下照燈光就能自我修復(fù)，且更堅(jiān)固！

全球日益嚴(yán)重的“塑料危機(jī)”或許有了新的解決之道，來(lái)自新南威爾士大學(xué)的工程師們展示了一種3D打印的塑料，在室溫下僅使用燈光就能自我修復(fù)。

新南威爾士大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院的西里爾·博伊爾教授和團(tuán)隊(duì)納撒尼爾·科里根博士和邁克爾·張已證明，在打印過(guò)程中向液體樹(shù)脂中添加“特殊粉末”可以在材料破裂后幫助快速、容易地進(jìn)行修復(fù)。

只要將標(biāo)準(zhǔn)LED燈照射在打印的塑料上約一小時(shí)，通過(guò)兩個(gè)碎片發(fā)生化學(xué)反應(yīng)并融合，就可以達(dá)到自我修復(fù)的效果。

實(shí)際上，這一過(guò)程還能使修復(fù)后的塑料比損壞前更堅(jiān)固，在未來(lái)，這項(xiàng)技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展和商業(yè)化將有助于減少未來(lái)的化學(xué)廢物。

這意味著破碎的塑料部件不需要丟棄，甚至不需要回收，即使嵌入包含許多其他材料的部件，也可以簡(jiǎn)單地修復(fù)。

該團(tuán)隊(duì)的研究結(jié)果已經(jīng)發(fā)表在《Angewandte化學(xué)國(guó)際版》雜志上。

新南威爾士大學(xué)團(tuán)隊(duì)使用的粉末狀添加劑是一種三硫代碳酸鹽，被稱(chēng)為可逆加成破碎鏈轉(zhuǎn)移(RAFT)劑，最初由CSIRO開(kāi)發(fā)。RAFT制劑能夠重新排列組成材料的納米網(wǎng)絡(luò)元素，并允許破碎的碎片被融合。

當(dāng)UV LED燈直接照射到破碎的塑料上時(shí)，大約30分鐘內(nèi)就會(huì)進(jìn)行修復(fù)，大約一個(gè)小時(shí)后就會(huì)完全修復(fù)。

包括在3D打印小提琴上進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)表明，自修復(fù)塑料的強(qiáng)度與原始狀態(tài)相比已完全恢復(fù)。該團(tuán)隊(duì)表示，與現(xiàn)有的修復(fù)破損3D打印材料的方法相比，他們的系統(tǒng)簡(jiǎn)單、速度快，商業(yè)化是可行的。

“也有其他方法可以做到這一點(diǎn)，但依賴(lài)熱化學(xué)來(lái)修復(fù)材料，通常需要大約24小時(shí)，多次加熱循環(huán)才能達(dá)到相同的結(jié)果。”科里根博士說(shuō)，“另一限制是，需要一個(gè)加熱到高溫的烤箱，而且不能就地修復(fù)塑料材料，首先要把它從部件上拆卸下來(lái)，這增加了流程復(fù)雜性，速度緩慢。”

“有了我們的系統(tǒng)，你可以把破碎的塑料留在原地，然后把光照射到整個(gè)部件上。只有材料表面的添加劑受到影響，所以它更容易修復(fù)，速度也更快。”

博伊爾教授表示，這項(xiàng)新技術(shù)可以會(huì)應(yīng)用于許多領(lǐng)域，目前先進(jìn)的3D打印材料被用于高科技專(zhuān)業(yè)組件。這些產(chǎn)品包括可穿戴電子產(chǎn)品、傳感器，甚至還有一些制鞋產(chǎn)品。

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論文原文：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202114111

標(biāo)簽： 3D打印 塑料