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立陶宛從大豆中提取出一種環保的3D打印生物樹脂

維爾紐斯大學和考納斯理工大學的研究人員開發出了一種環保、可回收的樹脂,用於光固化 3D打印(O3P)工藝。 新環保 3D打印 生物樹脂 這種生物樹脂源自大豆,滿足了3D打印中使用的傳統聚合物的技術、功能和耐久性要求,同時以較低的成本提高了生物兼容性。這種新的生物材料可用於小批量生產服務,使O3DP製造走向採用生物基樹脂,而不是不可回收的石油衍生光聚合物。 3D打印中光聚合物環保的替代品 生物基聚合物由於其碳中和、生物降解和可回收性,越來越多地被3D打印行業採用,作為光聚合物的替代品。例如,植物油廣泛存在,可作為許多聚合物替代品的起始材料,同時顯示出固有的可降解性和低毒性。同時,O3DP工藝也被開發出來,作為實現低廢物生產的一種方法,但許多方法仍然依賴於石油衍生的樹脂。 O3DP製造方法具有許多優點,如其集成了後處理技術,可以製造自由形狀的結構,作為生產純玻璃、陶瓷和金屬物體的3D模板。此外,該生產技術還可以靈活地製造多維、分層或任意結構,這在一定範圍內加速了3D打印工藝的應用。 為了繼續收穫O3DP打印的好處,儘管是以一種更環保的方式,立陶宛的研究人員設計了他們的新生物聚合物。這種由大豆提取物構建的樹脂適用於從納米(數百納米)到宏觀尺寸(厘米)的O3DP。此外,通過優化打印過程中的脈衝曝光,該樹脂可以進行純粹的加工,而無需添加任何人工光引髮劑(PI)。 環保樹脂的測試和分析 根據不同的應用,樹脂需要不同的照射強度和可實現的分辨率,該團隊選擇了丙烯酸化環氧大豆油(AESO)來展示生物基樹脂在O3DP中的適用性。例如,大多數桌面3D打印機都兼容丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯樹脂,用於宏觀尺度物體的原型製作。 同時,AESO材料的優勢在於,它適合製造跨越五個數量級的物體。此外,據研究人員介紹,他們的生物樹脂之所以適合採用O3DP方法,不僅僅是因為沒有PIs等吸光化合物。材料的最終化學配方、物理特性、粘度和反應機制,對決定其3D光結構品質和可回收性也有重要影響。 在標準的Formlabs Form [...]

優化生物材料 改良3D打印 港大兩教授奪裘槎獎

裘槎基金會早前頒獎予表現卓越的科研學者,包括港大兩名教授,當中來自機械工程系的岑浩璋,成功開發由水組成的液滴,未來或能成為具優良生物兼容性的生物材料,用於優化藥效;另外來自化學系的王宇鋒,透過研究膠體組裝,成功為粒子生成動力,未來或可用於改良 3D打印。 港大工程學院機械工程系教授岑浩璋獲得「裘槎優秀科研者獎」。他多年來研究用微流控技術抽取油水之間的滴液,將其造成藥物載體。但油與多種藥物不相容,製作過程所需的化學物劑亦令用家卻步。因此,他繼而研究如何用不同成分的水組成液滴,最終成功透過在水中加入特定水溶性試劑,抽取完全由水組成的液滴,造成藥物載體的生物材料,有助將藥定量精確地輸送到人體。 未來或可應用於醫療 岑稱,要有階段性成果仍需3至4年,冀10年內可廣泛應用,未來會研究新生物材料和藥物之間的反應,希望能延長藥物在體內的揮發,減低病患使用針劑藥物的頻率。 另外,港大理學院化學系助理教授王宇鋒博士,則奪得「裘槎前瞻科研大獎」。他透過研究膠體納米顆粒(顆粒)組裝,組成不對稱粒子並賦予其動力。如研究順利,這些顆粒未來或可如機械人般游走於人體內作藥物傳輸、細胞修復等功能。而顆粒組裝技術亦能透過改變粒子形狀,轉變物件性質,如軟硬、透光度等,長遠或能令3D打印和光學計算更精確。 文章轉載自:優化生物材料 改良3D打印 港大兩教授奪裘槎獎 [...]

中大突破3D打印技術 速度升萬倍 成本慳九成八

高精度3D打印技術,用於作為生物支架,相信是未來大勢所趨。但現時礙於成本高,影響普及度。但中大團隊與美國「勞倫斯利佛摩國家實驗室」(下稱LLNL)合作研發出「飛秒雷射投影雙光子聚合光刻」(FP-TPL)3D打印技術,將過往雷射3D打印過程由逐點寫入,改為整個平面寫入,令打印速度提升數千至一萬倍,成本銳減九成八。 一般3D高精度打印技術,是以雷射光串逐點寫入,再分層製造,每小時只能打印0.1立方毫米,若要提升速度,便要犧牲成品的精密度。 中大工程學院機械與自動化工程學系教授陳世祈及其團隊與LLNL合作,花了5年研發出FP-TPL 3D打印技術,利用新聚焦方法,令新技術已可掃描一整塊平面,飛秒完成一層寫入,速度亦提升至每小時10至100立方毫米;以一元硬幣的體積為例,過往以高精密3D打印需用上1年時間,新技術只需用約10小時。 技術改良下,打印成本亦由平均每立方毫米88美元大減至1.5美元,減幅達98%。 陳世祈指,新技術可廣泛用於醫療研究,作微型機械人、生物支架,亦可用作於光子晶體學研究,作超材料,造出不同光學效果。 新技術已成功申請專利,研究成果於10月在學術期刊《科學》(Science)刊登,美國矽谷太空中心亦曾主動接觸團隊。陳指,團隊正計劃與美國合作夥伴商品化新技術,期間需與美國風險投資基金募資,料1至2年內完成,預計3D打印機售價為600萬港元。  【小知識】飛秒雷射有助科研 飛秒(Femtosecond、FS)是一種時間的國際單位,FS即是一千萬億分之一秒。飛秒雷射是指時域脈衝寬度在飛秒量級的雷射,可以用在聚合物加工、醫學成像及外科醫療上,而飛秒雷射是目前最先進的眼科手術,用於白內障手術、矯視等。在基礎科學研究領域,飛秒雷射可用於超快現象的研究。 文章轉載自:中大突破3D打印技術 速度升萬倍 成本慳九成八 [...]