3D打印塑料橫空出世，室溫下照燈光就能自我修復，且更堅固！

全球日益嚴重的“塑料危機”或許有了新的解決之道，來自新南威爾士大學的工程師們展示了一種3D打印的塑料，在室溫下僅使用燈光就能自我修復。

新南威爾士大學化學工程學院的西里爾·博伊爾教授和團隊納撒尼爾·科里根博士和邁克爾·張已證明，在打印過程中向液體樹脂中添加“特殊粉末”可以在材料破裂后幫助快速、容易地進行修復。

只要將標準LED燈照射在打印的塑料上約一小時，通過兩個碎片發生化學反應并融合，就可以達到自我修復的效果。

實際上，這一過程還能使修復后的塑料比損壞前更堅固，在未來，這項技術進一步發展和商業化將有助于減少未來的化學廢物。

這意味著破碎的塑料部件不需要丟棄，甚至不需要回收，即使嵌入包含許多其他材料的部件，也可以簡單地修復。

該團隊的研究結果已經發表在《Angewandte化學國際版》雜志上。

新南威爾士大學團隊使用的粉末狀添加劑是一種三硫代碳酸鹽，被稱為可逆加成破碎鏈轉移(RAFT)劑，最初由CSIRO開發。RAFT制劑能夠重新排列組成材料的納米網絡元素，并允許破碎的碎片被融合。

當UV LED燈直接照射到破碎的塑料上時，大約30分鐘內就會進行修復，大約一個小時后就會完全修復。

包括在3D打印小提琴上進行的實驗表明，自修復塑料的強度與原始狀態相比已完全恢復。該團隊表示，與現有的修復破損3D打印材料的方法相比，他們的系統簡單、速度快，商業化是可行的。

“也有其他方法可以做到這一點，但依賴熱化學來修復材料，通常需要大約24小時，多次加熱循環才能達到相同的結果。”科里根博士說，“另一限制是，需要一個加熱到高溫的烤箱，而且不能就地修復塑料材料，首先要把它從部件上拆卸下來，這增加了流程復雜性，速度緩慢。”

“有了我們的系統，你可以把破碎的塑料留在原地，然后把光照射到整個部件上。只有材料表面的添加劑受到影響，所以它更容易修復，速度也更快。”

博伊爾教授表示，這項新技術可以會應用于許多領域，目前先進的3D打印材料被用于高科技專業組件。這些產品包括可穿戴電子產品、傳感器，甚至還有一些制鞋產品。

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論文原文：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202114111

標簽： 3D打印 塑料