欧美……一区二区三区,欧美日韩亚洲另类视频,亚洲国产欧美日韩中字,日本一区二区三区dvd视频在线

您好, 歡迎來到化工儀器網(wǎng)

| 注冊| 產(chǎn)品展廳| 收藏該商鋪

400-998-1966

technology

首頁   >>   技術(shù)文章   >>   浙大謝濤、鄭寧團(tuán)隊(duì) AM :? 利用網(wǎng)絡(luò)可逆生長實(shí)現(xiàn)可再生活性4D打印

深圳摩方新材科技有限公司

立即詢價(jià)

您提交后,專屬客服將第一時(shí)間為您服務(wù)

浙大謝濤、鄭寧團(tuán)隊(duì) AM :? 利用網(wǎng)絡(luò)可逆生長實(shí)現(xiàn)可再生活性4D打印

閱讀:863      發(fā)布時(shí)間:2023-3-3
分享:
圖片

在文學(xué)影視作品中常有“返老還童"之類的奇思妙想。比如經(jīng)典奇幻電影《本杰明巴頓奇事》中,男主角本杰明巴頓出生時(shí)就有著80歲暮年老人的老態(tài)龍鐘,但神奇的是,隨著歲月的推移,他卻逐漸變得年輕,最終回到嬰兒形態(tài)。這種“逆生長"的能力對于人類來說也許就像神話和電影一樣遙不可及,但是在神奇的大自然中卻真的存在一種可以逆生長的生物——燈塔水母(圖1a)。這種水母在適宜的生存環(huán)境中會遵循自然的生長過程,逐漸從卵生長至水螅體,最終達(dá)到成熟的可以自由移動的水母形態(tài)。但是當(dāng)環(huán)境不適合生存時(shí),比如食物短缺,它們會退化至其不成熟的水螅體形態(tài),當(dāng)環(huán)境再次適宜時(shí),它們又會重新生長為水母形態(tài)。受此啟發(fā),浙大謝濤鄭寧團(tuán)隊(duì)設(shè)想,能否通過化學(xué)設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)聚合物材料的生長和逆生長呢?為了進(jìn)一步模仿生物的復(fù)雜幾何形狀,研究團(tuán)隊(duì)基于3D打印,利用可逆網(wǎng)絡(luò)生長的化學(xué)機(jī)理,提出了“可再生活性4D打印"的概念(圖1b)。其中,將“可再生"定義為可以進(jìn)行循環(huán)的生長和逆生長。該工作近期以“Regenerative Living 4D Printing via Reversible Growth of Polymer Networks" 為題發(fā)表在Advanced Materials上,文章第一作者為組內(nèi)碩士許小娜和博士方子正。


圖片
圖片
圖1  a) 燈塔水母的生命循環(huán) b) 可再生活性4D打印的概念示意圖
【化學(xué)機(jī)理】
研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一種基于巰-烯點(diǎn)擊化學(xué)的光固化樹脂(圖2),并將其應(yīng)用于數(shù)字光3D打?。―LP),打印的網(wǎng)絡(luò)側(cè)邊懸掛有羥基。羥基在一般情況保持穩(wěn)定,但當(dāng)暴露于??-己內(nèi)酯單體中時(shí),在催化劑的作用下,羥基會引發(fā)己內(nèi)酯的開環(huán)聚合反應(yīng),從而側(cè)羥基逐漸生長為聚己內(nèi)酯(PCL)長鏈,初始打印的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槠克睢_@個(gè)過程就如同植物吸收外在養(yǎng)分生長一樣,己內(nèi)酯單體就是該材料的“養(yǎng)分"。之后,將生長后的材料再次暴露于另一種胺類單體中,其活潑氫會進(jìn)攻PCL長鏈中的酯鍵,從而使得生長的PCL長鏈從網(wǎng)絡(luò)中脫離出來,網(wǎng)絡(luò)回復(fù)至初始狀態(tài),實(shí)現(xiàn)逆生長。在體系的化學(xué)設(shè)計(jì)方面,研究團(tuán)隊(duì)巧妙地將生長完。全限制在側(cè)鏈上進(jìn)行,以保護(hù)材料的主體結(jié)構(gòu),確保逆生長之后材料可以完。全回復(fù)到初始狀態(tài)。
圖片
圖2  可再生活性4D打印的化學(xué)機(jī)理
那么,這種生長和逆生長的能力為材料帶來了什么呢?顯然,生長自然伴隨著體積膨脹,而逆生長過程中體積收縮。同時(shí),在這一過程中,網(wǎng)絡(luò)的化學(xué)組成和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)發(fā)生變化,因此材料的性質(zhì)也隨之改變,并且研究者們發(fā)現(xiàn)這種體積和性質(zhì)的改變可以由生長和逆生長的時(shí)間決定。
【動力學(xué)研究】
研究團(tuán)隊(duì)首先使用二維的平面薄膜對生長和逆生長的動力學(xué)(圖3a)進(jìn)行了探究,生長動力學(xué)結(jié)果顯示,在特定的實(shí)驗(yàn)條件下,以增加的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為度量,材料的生長隨時(shí)間呈線性變化,這與己內(nèi)酯開環(huán)聚合反應(yīng)的活性聚合本質(zhì)一致。60 min后,質(zhì)量增加8倍,材料體積也相應(yīng)膨脹至8倍左右。與線性生長不同,逆生長過程中,材料質(zhì)量呈現(xiàn)出冪級減小的趨勢,且減小速度大于生長過程的增加速度。這是因?yàn)樯L過程中己內(nèi)酯單體的聚合只發(fā)生在鏈末端,而逆生長過程中正丁胺中的活潑氫可以進(jìn)攻PCL中任意位置的酯鍵。最終,30 min之后,材料基本恢復(fù)至初始狀態(tài)。經(jīng)歷一個(gè)完整生長/逆生長循環(huán)之后,由于羥基仍然懸掛于網(wǎng)絡(luò)側(cè)端,材料可以再次進(jìn)行下一個(gè)循環(huán)。經(jīng)過5次循環(huán)(圖3b)之后,材料依舊具有良好的穩(wěn)定性。需要強(qiáng)調(diào)的是,從理論上來說,這種生長是沒有限制的,只要己內(nèi)酯單體一直存在,催化劑一直具有活性,那么生長就可以持續(xù)進(jìn)行下去。但是在實(shí)際情況下,由于生長使體積膨脹,但網(wǎng)絡(luò)的主鏈骨架不變,那么當(dāng)膨脹到一定程度之后,材料容易斷裂,因此為保證材料的完整性,生長需要控制在適宜范圍之內(nèi)。
圖片
圖3  a) 生長/逆生長動力學(xué)b) 生長/逆生長循環(huán)
【性質(zhì)變化研究】
除了體積膨脹之外,生長和逆生長也使得材料的性質(zhì)發(fā)生變化。首先,生長在網(wǎng)絡(luò)側(cè)邊的結(jié)晶性PCL鏈?zhǔn)共牧蠌臒o定形轉(zhuǎn)變成結(jié)晶性材料(圖4a)。并且,隨著時(shí)間的增加,PCL鏈越來越長,材料的結(jié)晶性能也逐漸增強(qiáng),具體表現(xiàn)為結(jié)晶溫度和結(jié)晶度逐漸增加。而在逆生長過程中,結(jié)晶性的PCL鏈逐漸從網(wǎng)絡(luò)中脫離出來,又使得材料逐漸恢復(fù)至最初的無定形態(tài)。伴隨著結(jié)晶性能的改變,材料的力學(xué)性能也隨之改變(圖4b)。生長60 min后,室溫條件下,材料的模量增長至208 MPa,相較于初始的0.6 MPa增加了近兩個(gè)數(shù)量級。而在逆生長后,模量再次恢復(fù)。
圖片
圖4  a) 結(jié)晶性能變化b) 機(jī)械性能變化
【可再生活性4D打印】
利用二維薄膜研究了動力學(xué)和體積性質(zhì)變化之后,研究者們將這一機(jī)理進(jìn)一步應(yīng)用到了3D打印之中,實(shí)現(xiàn)了預(yù)想的可再生活性4D打印的目標(biāo)理念。如圖5a所示,研究者們實(shí)現(xiàn)了多種復(fù)雜的幾何結(jié)構(gòu)體的生長,如各種晶格結(jié)構(gòu)、皇。冠結(jié)構(gòu)以及樹型結(jié)構(gòu)。生長之后,材料在維持良好的形狀保真性的同時(shí)發(fā)生明顯的均質(zhì)體積膨脹,并且可以看出,材料從透明變成白色,這也說明了材料從橡膠態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榻Y(jié)晶態(tài)(室溫條件下的狀態(tài))。同時(shí),結(jié)晶性賦予材料良好的形狀記憶性能(圖5b),這更增加了材料的功能性。進(jìn)一步地,不同于整體生長帶來的均質(zhì)體積膨脹,區(qū)域化控制的生長可以使材料的幾何結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,并且使單一材料轉(zhuǎn)變?yōu)槎嗖牧?。如圖5c所示,鏤空的圓筒形狀在控制僅兩端生長之后,兩端發(fā)生體積膨脹且轉(zhuǎn)變成結(jié)晶材料,而中間部分保持不變。之后,經(jīng)過逆生長,材料恢復(fù)至初始具有圓筒形狀的單材料。在第二次生長循環(huán)中,控制圓筒的左或右半?yún)^(qū)域生長,材料生長成為另外一種形狀不同的多材料。這意味著,利用這種生長和逆生長的機(jī)理,結(jié)合時(shí)間和空間控制,可以從一個(gè)3D打印物體得到多種不同的衍生物。
圖片
圖5  可再生活性4D打印
【總結(jié)】
本文通過化學(xué)設(shè)計(jì),利用可逆網(wǎng)絡(luò)生長的化學(xué)機(jī)理,提出了“可再生活性4D打印"的概念。這種方法使得3D打印材料在打印完成之后依然具有良好的可調(diào)節(jié)性,包括形狀、尺寸以及性質(zhì),其重復(fù)可用的性質(zhì)和時(shí)空控制的方法提高了3D打印材料的利用率,是3D打印和4D打印領(lǐng)域的一種新嘗試。
來源:高分子科學(xué)前沿



會員登錄

請輸入賬號

請輸入密碼

=

請輸驗(yàn)證碼

收藏該商鋪

標(biāo)簽:
保存成功

(空格分隔,最多3個(gè),單個(gè)標(biāo)簽最多10個(gè)字符)

常用:

提示

您的留言已提交成功!我們將在第一時(shí)間回復(fù)您~
在線留言
亚洲另类熟女国产精品-懂色一区二区三区在线播放| 人妻丝袜中文字幕在线视频-亚洲成av人片一区二区三区| 色婷婷六月婷婷一区二区-91草草国产欧美在线观看| 国产av剧情护士麻豆-三级国产精品欧美在线观看| 蜜臀一区二区三区精品在线-99久久久精品免费看国产| 天天干天天天天天天天-亚洲综合av在线三区| 久久网站中文字幕精品-三级精品久久中文字幕| 国产免费一区二区三区不-日本少妇免费一区二区三区| 国产欧美日韩精品一区在线-久久精品视频免费获取地址| 国产精品电影在线一区-亚洲国产大片一区二区官网| 久久久精品欧美日韩国产-欧美精品乱码视频在线| 日韩亚洲欧美综合在线-成人在线网站在线观看| 国产传媒中文字幕在线观看-午夜福利视频在线播放观看| 丝袜美腿人妻连续中出-在线观看日韩三级视频| 91九色蝌蚪丝袜人妻-国产精品9999网站| 国产aa视频一区二区三区-国产精品久久久久久久毛片动漫| 久色高清精品在线国产-国产精品视频一区三区四区| 亚洲国产中文欧美一区二区三区-国产精品一区二区视频成人| 日韩精品中文在线观看一区-亚洲bt欧美bt精品| 十九禁止观看无码视频-亚洲国产激情福利专区| 7m视频7m精品视频网站-亚洲综合香蕉视频在线| 一区二区三区日本韩国欧美-日本1区2区3区4区在线观看| 亚洲永久免费在线观看-亚洲欧美导航一区二区导航| 91蜜桃传媒一二三区-日韩欧美国产一区呦呦| 一区二区三区女同性恋-熟妇高潮一区二区高清网络视频| 国产一区二区无套内射-国内精品久久久久久久齐pp| 一区二区三区国产高清mm-美女张开腿让帅哥桶爽| 人妻丝袜中文字幕在线视频-亚洲成av人片一区二区三区| 国产欧美日韩精品一区在线-久久精品视频免费获取地址| 国产一级片久久免费看同-麻豆精品尤物一区二区青青| 黄片黄片在线免费观看-激情综合网激情五月俺也去| 亚洲av成人一区国产精品网-国产偷_久久一级精品a免费| 色综合色综合久久综合频道-埃及艳后黄版在线观看| 欧美日韩黑人在线播放-51在线精品免费视频观看| 欧美亚洲另类久久久精品-国产精品一区二区亚洲推荐| 久久夜色精品亚洲噜国产av-大香蕉伊人猫咪在线观看| 国产在线观看高清精品-四季av一区二区三区中文字幕| 少妇一区二区三区粉嫩av-国产精品区久久久久久久| 亚洲一区二区三在线观看-国产精品亚洲а∨天堂123| 精品国产综合一区二区三区-蜜臀一区二区三区刺激视频| 91九色蝌蚪丝袜人妻-国产精品9999网站|