普林斯顿大学开发出革命性3D打印技术,软塑料材料兼具弹性与可回收性

普林斯顿大学的工程师团队近日在《Advanced Functional Materials》期刊上发表了一项突破性研究,成功开发出一种创新的3D打印技术。该技术能够生产出兼具弹性、柔韧性和成本效益的软塑料材料,并且这些材料还可被回收再利用,这是市场上现有产品难以兼顾的特性。

研究团队使用了一种常见的聚合物材料——热塑性弹性体,通过控制打印路径,设计出具有可调节硬度的3D打印结构。这种材料在某些方向上可以保持坚硬,而在其他方向上则能够灵活弯曲。这种独特的性能来源于其微观结构,研究人员采用嵌段共聚物,将直径仅5-7纳米的刚性圆柱体嵌入柔性基质内,并利用3D打印对这些纳米结构进行定向排列,从而制造出方向性性能各异的材料。

研究负责人戴维森表示:“这种纳米结构的可控性让我们能够精准调整材料性能,为产品设计提供了更高自由度。”该技术的应用前景广泛,包括软性机器人、医疗设备、假肢、高性能鞋底和轻量化头盔等领域。

此外,这种材料的生产成本极低,每克仅约1美分,并且能够重复使用并自修复。相较于传统每克2.5美元以上且需要复杂工艺的材料,具有显著优势。研究团队计划进一步开发与可穿戴电子设备和生物医学设备兼容的新材料,推动该技术在未来制造业中的广泛应用。

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