由於(yu) 纖維素無法被加熱融化,到現在為(wei) 止,在3D打印工藝中使用纖維素都是相當困難的,因為(wei) 大多數的3D打印技術都需要先使原材料熔化。為(wei) 了繞過這一障礙,研究人員將纖維素納米原纖維與(yu) 一種含水量高達99%的水凝膠混合在一起,並使用高分辨率3D生物打印機打印這些凝膠。
“將纖維素的使用與(yu) 3D打印技術結合起來具有很大的環境優(you) 勢。”Chalmers理工大學的生物聚合物技術教授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,還能跟二氧化碳結合,降低其在大氣中的含量。”
除了將這種新創造的濕物料擠出本身就是一個(ge) 挑戰之外,更大的挑戰是確保對象在打印完成之後還能保持住它們(men) 的形狀。

為(wei) 了解決(jue) 這個(ge) 問題,該纖維素凝膠還混合了碳納米管,該碳納米管能夠製造一種導電油墨。而當在幹燥過程中使用一種導電凝膠和一種非導電凝膠時,研究人員能夠製作出一種微型3D電路,它的作用是協助加快烘幹過程,同時也幫助對象保持其預定的形狀。
“幹燥過程至關(guan) 重要。”Gatenholm補充說,“我們(men) 已開發出一種技術,既先將對象冷凍起來,然後用各種手段將水去除,同時不影響對象的形狀。另外,也可以讓結構在一個(ge) 方向上崩潰,從(cong) 而製造出薄膜。”

Gatenholm宣稱,他們(men) 團隊進行的研究——包括決(jue) 定使用兩(liang) 種不同的凝膠——為(wei) 一係列基於(yu) 纖維素、而且可內(nei) 置電路的3D打印產(chan) 品開發提供了基礎。“這些技術的潛在應用包括繼承了傳(chuan) 感器的包裝、可以將身體(ti) 熱量轉化成為(wei) 電力的紡織品,以及能夠與(yu) 醫護人員溝通的傷(shang) 口敷料等。”他補充說。
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