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用于自修轮胎、鞋的3d打印橡胶

科学家们拥有3d打印的橡胶材料,如果它破裂或刺破,可以自我修复,为汽车轮胎或鞋子的自我修复铺平道路。由美国南加州大学的研究人员开发的这种材料可能会改变软机器人技术甚至电子产品的游戏规则,从而减少制造时间,同时增加产品的耐用性和寿命。

它是使用光电聚合的3d打印方法制造的。此过程使用光将液态树脂固化为所需的形状或几何形状。光聚合是通过与某种称为硫醇的化学基团反应来实现的。通过在方程式中添加一个氧化剂,这些将转换为另一个称为二硫化物的组。

这是二硫基团,能够在破碎时进行改革,导致自我修复能力。在这两组之间找到正确的比率是释放材料独特属性的关键。

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“当我们逐渐增加氧化剂时,自愈行为会变得更强,但光聚合行为会变得更弱,” 美国南加州大学助理教授王启明说。“这两种行为之间存在竞争。最终,我们找到了可以实现高自愈和相对快速的光聚合的比例。”Wang说。

在短短5秒钟内,他们可以打印出17.5毫米的正方形,在大约20分钟内完成整个物体,这些物体可以在几个小时内自行修复。在NpG Asia Materials上发表的研究中,他们展示了其材料在一系列产品上的能力,包括鞋垫,软机器人,多相复合材料和电子传感器。

被切成两半后,在60摄氏度的短短两个小时内,它们完全愈合,保持了力量和功能。只需提高温度即可减少维修时间。

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“我们实际上表明,在不同的温度下-从40摄氏度到60摄氏度-这种材料可以愈合到几乎100,” 南加州大学的学生Kunhao Yu说。“通过改变温度,我们可以控制愈合速度,即使在室温下,材料仍然可以自我愈合,” 于说。

在征服了3d可印刷的软材料之后,他们现在正在努力开发各种刚度的不同自愈合材料,从当前的软橡胶到刚性硬塑料。这些可用于车辆零件,复合材料甚至防弹衣。

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