搜索
搜索
img
资讯中心
您所在的当前位置:
首页
>
>
《Materials Today》:芳纶纳米纤维增强的强韧、抗疲劳的可3D打印水凝胶

《Materials Today》:芳纶纳米纤维增强的强韧、抗疲劳的可3D打印水凝胶

  • 分类:资讯中心
  • 发布时间:2023-12-22 10:25
  • 访问量:

【概要描述】改善基于DLP的3D打印水凝胶的力学性能提供了一个普遍而有效的策略

《Materials Today》:芳纶纳米纤维增强的强韧、抗疲劳的可3D打印水凝胶

【概要描述】改善基于DLP的3D打印水凝胶的力学性能提供了一个普遍而有效的策略

  • 分类:资讯中心
  • 发布时间:2023-12-22 10:25
  • 访问量:
详情

2023年8月3日,清华大学航天航空学院李晓雁教授课题组在《Materials Today》发表题为Strong, tough, fatigue-resistant and 3D-printable hydrogel composites reinforced by aramid nanofibers的研究论文,为改善基于DLP的3D打印水凝胶的力学性能提供了一个普遍而有效的策略。

原文链接:

https://doi.org/10.1016/j.mattod.2023.07.020

 

 

 研究简介 

 

水凝胶材料具有柔软、生物相容性和对刺激的相应性等特点,在柔性电子、生物医疗和可驱动机器人等领域有着重要的应用潜力。相比传统铸造成型的水凝胶制备工艺,通过3D打印技术可以制备出具有复杂几何形状的水凝胶结构,近年来发展的一种基于数字光处理(DLP)技术的可3D打印聚丙烯酰胺水凝胶具有较高的打印分辨率和高度的可拉伸特性,但模量、强度、断裂能和疲劳阈值较低,限制了其在实际中的应用范围。

针对上述问题和挑战,清华大学航天航空学院李晓雁教授课题组向可3D打印水凝胶前驱体溶液中引入芳纶纳米纤维(ANF),并在紫外线下固化,合成了由芳纶纳米纤维增强的可3D打印水凝胶复合材料。

 

 

图1 芳纶纳米纤维增强的水凝胶复合材料的制备与表征

 

 

 

图2 芳纶纳米纤维增强的水凝胶复合材料的单轴拉伸和断裂能测试

 

 

 

图3 芳纶纳米纤维增强的水凝胶复合材料的疲劳性能测试

 

 

 

图4 芳纶纳米纤维增强的水凝胶复合材料的3D打印、生物相容性和性能对比

 

 

 

图5 芳纶纳米纤维增强的水凝胶复合材料作为柔性电子器件的应用

 

 

 研究结论 

 

ANFs水凝胶复合材料力学性能的增强源于引入ANFs后引起的物理和化学机制的相互渗透(包括杂化网络的形成、氢键和相分离)。我们用ANFs增强3D打印水凝胶的策略是通用的,可以扩展到其他软材料,特别是用于高分辨率3D打印的UV固化凝胶。值得注意的是,我们的ANF-水凝胶复合材料的力学性能可以通过调整ANF含量来定制。

关键词:

扫二维码用手机看

更多资讯

奇遇科技
可进行留言
可进行留言

版权所有 2021 深圳奇遇科技有限公司  粤ICP备16050384号   网站建设:中企动力 深圳