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微米级化学催化剂有望商业化

作者: 15**15

来源:客户端

发布时间:2019-08-26 22:11:18

点击量:785

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日前,据英国皇家化学学会的期刊Material Horizons的一篇论文Immersion precipitation 3D printing (ip3DP),来自新加坡科技与设计大学的研究人员想出了运用多种常见3D亚博体育网主页耗材材料制备显微镜级微观多孔结构的方法。

微观多孔结构具有广泛的商业用途,像是18年8月卡内基梅隆大学副教授Rahul Panat带领他的团队成功制造出微观多孔锂电池,成功将电池容量提升4倍。或是MicGill大学的Damiano Pasini制造出接近天然骨骼多孔结构的3D亚博体育网主页骨骼植入物。无论是用于过滤,电池储存,人体植入物还是化学催化剂等等,微观多孔结构均有着广泛的应用背景和广阔的商业价值。



现如今的显微镜级微观多孔结构,多需要生产工艺制作出来。且制备方法往往用溶液溶解原模型,以析出最终的多孔结构。而多余的可溶解原料也会被浪费。这也加大了生产成本投入。此外,由于生产工艺的限制,生产出的多孔材料也会在几何设计上有所限制。

3D亚博体育网主页业,目前流行在耗材中加入可溶的PVA。在亚博体育网主页完成品后,通过溶解PVA,即可得到多孔状结构。而树脂3D亚博体育网主页耗材也有类似的制备多孔物方法,即通过在树脂中添加混合物得到该生产效果。但相比该校的研究成果而言,此生产方法生产出的多孔结构本身可控性就很小。而这种方法下,生产可选用的材料也极其有限。

来自新加坡科技与设计大学的研究人员Rahul Karyappa等运用了一种新的亚博体育网主页方法,浸入式3D亚博体育网主页。

通过该方法,他们能够亚博体育网主页出孔状结构(孔直径1-20μm)和无孔状微观结构。他们采用了饱和蒸气压及粘度变化范围大的墨水,来用于制造孔状结构。实验中,他们以溶入ABS的丙酮溶液作为墨水。并展示如何通过ABS树脂材料在墨水中的沉积来生产所需的3D亚博体育网主页内部多孔状结构。致孔剂则使液态树脂材料表面产生显微镜级多孔结构的。

浸入式3D亚博体育网主页技术能够编织热塑材质内部微米到厘米级的可控孔状结构,对生产3D亚博体育网主页结构和功能性结构提供了极好的样例。 研究者运用了“聚合物-溶剂-非溶剂”的三种物质组合来达到他们理想的孔状沉淀物。


       

      

上图是一张运用不同的3D亚博体育网主页材料制造出来的多孔状结构。 最必要的是,聚合物会和溶剂混合,这也是3D亚博体育网主页机的制备方法。 而浸入非溶液则会使沉淀形成,并使聚合物在接触非溶剂时固化。

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