3D打印多孔结构传感器,福建物构所获新进展

根据福建物构所,面向人工智能和健康监控的柔性可穿戴传感器正在从基础研究向产业化方向发展,3D打印具有不受零件几何结构限制和快速制造的优势,在可穿戴传感器方面有很大的应用前景,但如何满足智能穿戴应用中的各种力学性能传感性能要求仍是一个挑战性难题。

Study_Fujian中国科学院福建物质结构研究所

材料技术推动3D打印扩展应用边界

block 可水解的交联剂

中科院功能纳米结构设计与组装/福建省纳米材料重点实验室吴立新课题组基于可逆共价键合成了可水解的交联剂,在3D打印光敏树脂中添加这种交联剂能够提高打印分辨率,打印的模具可在热水中溶解。

将聚氨酯/碳纳米管复合材料浇注于模具中,然后在热水中除去模具,得到各种多孔结构的传感器。该传感器具有高拉伸,高回弹的特点。同时结合3D打印形状的可设计性,制备了多孔的手指套,鞋垫用于检测人体运动。

block 迈向更高、可持续发展

2020年,课题组在光固化3D打印材料方面还取得了多项重要的成果,包括基于核壳粒子的高强高韧3D打印树脂(Chemical Engineering Journal, 2020, 394, 124873,ACS Applied Materials & Interfaces, 2020, 12(4), 4917-4926.)生物可降解3D打印树脂(ACS Sustainable Chemistry & Engineering, 2020, 8(25), 9415-9424),以及与许莹课题组联合研发的高强高硬耐高温氰酸酯3D打印树脂(ACS Applied Materials & Interfaces, 2020, 12 (34), 38682-38689)

相关工作发表在国际期刊Advanced Functional Materials。

l文章链接:

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202008729

3D科学谷Review

根据3D科学谷的市场观察,中国科学院福建物质结构研究所聚焦光固化领域,在光固化3D打印技术与材料技术方面获得了不断精进的进展。

block 超高速打印

在光固化3D打印技术方面,中科院福建物构所3d打印工程技术研发中心于2016年宣布在国内首次突破了可连续打印的三维物体快速成型关键技术,并开发出了一款超级快速的连续打印的数字投影(DLP) 3d打印机。

福建物构所提出了一种特殊的半渗透性透明元件,作为树脂槽内底面的一部分,固定于打印光源的照射路径上。该类型半渗透性透明元件对氧气的透过率比一般高分子聚合物高,因此氧气或空气均可作为固化抑制剂使用

block 永久形状可重构性的4D打印形状记忆聚合物

2019年,中国科学院福建物质结构研究所、中科院功能纳米结构设计与组装重点实验室吴立新研究员团队在科技部国家重点研发计划重点专项和海西研究院“一三五”重点培育项目的支持下,首次报道具有永久形状可重构性的4D打印形状记忆聚合物

项目组设计合成了一种带有醛基的新型甲基丙烯酸酯单体(4-甲酰基苯甲酸2-(甲基丙烯酰氧基)乙酯,MEFB)和超支化硅氧烷交联剂(HPASi),构建出具有动态亚胺键的(甲基)丙烯酸酯体系(IEMSis),用以实现4D打印。HPASi的柔性链结构显著提高了IEMSis的韧性,约为添加前的33-97倍。HPASi的交联作用也赋予IEMSis良好的形状记忆性能,它们的形状固定率和形状恢复率分别为97.5-97.6%和91.4-93.7%。同时,在没有催化剂和相对温和的条件下,IEMSis可以通过亚胺键的动态交换实现应力松弛,使得4D打印的永久形状在特定条件下还可以重构,因而可望扩展4D打印技术的应用范围。

l AMPOWER与3D科学谷正在合作面向全球欧洲、美洲、亚洲市场发布的2020年全球增材制造研发市场报告,欢迎中国企业积极参于有关3D打印领域设备、软件、材料的研发市场调查,敬请关注3D科学谷扫码参与调研。

AMPOWER

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