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3D打印哈佛大学研究团队开发环保形状记忆 3D 打印材料

2020-10-19  3112

哈佛大学工程与应用科学学院(SEAS)的一个研究团队开发了一种具有可逆形状记忆功能的可预编程3D打印材料。

ハーバード大学工学部応用科学部(Harvard University’s School of Engineering and Applied Sciences 以下 SEAS)の研究チームは、可逆的な形状記憶機能を備えた事前プログラム可能な3Dプリンティング材料を開発した。

这种新颖的材料由哈佛大学的研究团队开发,由两条角蛋白链(一种生物相容性材料)组成,它们以弹簧状结构排列,并被扭曲在一起,并且一旦被盘绕即可。与上述结合的结构产生“形状记忆效应”,该形状记忆效应可以在返回原始形状之前改变为任何形状。

ハーバード大学の研究チームが開発したこの斬新な材料は、生体適合性材料のケラチンから成る2本の鎖がバネのような構造に配置されており、それが互いに撚り合わされた物で、一度コイル状に結合した構造が、元の形に戻る前にどんな形にも変化させることができる「形状記憶効果」を発揮する。


这种生物相容性材料是使用从安哥拉羊毛中提取的原纤维角蛋白制成的废弃服装生产的,能够生产具有拉伸强度和复杂几何变换的坚固而刚性的形状存储设备。生物工程学及其在各种纺织品中的应用有望实现。

廃棄された衣類のアンゴラウールから抽出したフィブリルケラチンを使用して生成されるこの生体適合性材料は、引張強度と複雑な幾何学的変換を備えた強力で剛性の高い形状記憶デバイスを生成可能で、バイオエンジニアリングや様々なテキスタイルへの応用が期待されている。

哈佛大学的一个研究小组采用3D打印的角蛋白基材料制成各种形状和结构,以评估这种新材料的形状记忆能力。然后使用过氧化氢和磷酸二氢钠的混合物将3D打印的原型浸入水中,以使形状永久恢复到其原始设计。当建模对象进入水中时,材料变得具有延展性(固体变形而不会被外力破坏并提高强度和韧性的特性),并且可以将其转换为所需的布局。可以确认,从混合物中取出的成形物在干燥后返回到预先设定的形状。

ハーバード大学の研究チームは、この新素材の形状記憶能力を評価するため、ケラチンベースの材料をさまざまな形状や構造に3Dプリント。その後、過酸化水素とリン酸一ナトリウムの混合物を使用して、形状を永久的に元のデザインに戻すことができるようにして、3Dプリントされたプロトタイプを水に沈めた。その造形物が水中に入ると、素材は可鍛性(外力によって固体が壊れることなく変形し、強度や靭性を向上させる性質)になり、好きなレイアウトに変形させることが可能となった。そして混合物から取り出された造形物は、乾燥後、予めプログラムされた形状に戻ることが確認された。

角蛋白是一种纤维蛋白,是表皮的主要成分,存在于高级脊椎动物(如哺乳动物,鸟类和爬行动物)的头发,指甲,羽毛,羊毛,蹄,鳞片和角中,是表皮的主要成分,在自然界中分布广泛。它是一种通用的生物活性聚合物,已被证明在从农业到生物医学工程的许多先进应用中都是有效的。

哺乳類、鳥類、爬虫類などの高等脊椎動物の毛髪、爪、羽毛、羊毛、ひづめ、鱗片、角などに見られる表皮の主成分である繊維状タンパク質から成るケラチンは、自然界に豊富に分布している汎用性の高い生理活性ポリマーであり、農業から生物医学工学に至るまで、多くの先進的用途に有効であることが証明されている。


文章来源:idarts



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