ag百家乐 北京师范大学 l 基于近红外光团聚的立体光刻3D打印期间
发布日期：2024-05-24 09:14 点击次数：174
3D科学谷瞻念察
“近红外光团聚3D打印期间因其高生物安全性、强穿透智商、多表率打印智商和多材料兼容性，在生物医学、制造业、航空航天和电子等多个范畴具有后劲行使前程。”
光团聚3D打印因其环保、节能、加工速度快、能耗小等上风，近些年备受关心，并被平方行使于生物医学、制造业、航空航天等多个范畴。现存的光团聚3D打印光源多以短波长光（如UV光）为主，然则，短波长光不利于东谈主体健康，且穿透性受限，甚而深层团聚受阻。近红外（NIR）光细腻的生物安全性以及穿透智商在一定进程上不错克服上述问题，因此，招引NIR光团聚型3D打印期间是有必要的。
近期，北京师范大学化学学院邹应全磨真金不怕火团队初度报谈了一种基于NIR光团聚的立体光刻（SLA）3D打印期间，花菁/碘鎓盐当作该3D打印配方的光激发体系；在808 nm激光光源照耀下，激发体系产糊口性开脱基罢了单体、低聚物的团聚，并告捷罢了了团聚物材料的制造。该磋商恶果以“Stereolithography 3D printing upon near-infrared photopolymerization”为题发表在期刊《Chemical Engineering Journal》上。邹应全磨真金不怕火为该论文的通信作家，北京师范大学化学学院博士磋商生何相龙为第一作家。
NIR光团聚型SLA-3D打印配方的打算想路如图1所示。花菁染料当作NIR光敏剂，关于统共这个词配方至关紧迫，六种具有不同结构特征的花菁染料1aZ1X1、2aZ2X2、3aX3、4bZ3、2cZ2X3与5X4被采取于配方筛选磨练。双4-甲基苯基碘鎓六氟磷酸盐（Iod）与肟酯激发剂OXE-01当作激发剂，并与花菁发生光相易电子鼎新反应生成活性开脱基。由于单官能度单体具有较小的体积缩小特征，五种单官能度的单体被采取于筛选施行，；四苯基硼酸钠（STPB）与三苯基膦（TPP）可区分进步配方的团聚与耐氧阻聚性能。
图1 NIR光团聚型SLA-3D打印配方的打算想路，以及用于进行配方筛选磨练的花菁染料、激发剂和单体的结构式
光团聚能源学、团聚反应温度以及热踏实性测试戒指标明，以花菁4bZ3为NIR光敏剂、Iod为激发剂，4-丙烯酰吗啉（ACMO）为单体，再长入其他低聚物，添加剂的3D打印配方具有较好的团聚性能、较低的团聚温度以及细腻的热踏实性；该配方被采取于实质的打印施行。图2（a）展示了所定制的3D打印竖立的什物图。3D打印配方的团聚机理如图2（b）所示，在NIR光源相易下，4bZ3与Iod可发生电子鼎新反应生成对甲基苯开脱基，其梗概激发单体与低聚物固化，从而罢了打印。图2（c）展示了通过NIR光团聚型SLA-3D打印机制造的家具，它们比拟于3D模子具有较高的保真度，讲授了该打印政策的可行性。
图2（a）定制的3D打印竖立的什物展示图；（b）3D打印配方的团聚机理；（c）所打印的舵机转盘、玫瑰以及拉伸杆的展示图
通过近红外成像仪监测了拉伸杆打印进程中的温度变化情况，如图3（a，b）所示；打印复旧结构与产物结构时，曝光区域所能达到的最高温度区分为50.9 ℃与76.0 ℃，ag百家乐刷水攻略均低于打印配方的肇始热领会温度99.7 ℃；且打印收尾后，未曝光区液面的温度为34.7 ℃，拉伸杆名义的温度为41.3 ℃，这些温度标明打印进程是热踏实的。
图3 拉伸杆打印进程中曝光区温度变化弧线，（a）加工16层复旧结构，（b）加工7层产物结构；拉伸杆打印收尾后非曝光区的（c）液面温度以及（d）拉伸杆名义温度
传统的UV或近紫外光团聚型3D期间在制备含有色填料的团聚物具有一定挑战，因为有色填料与传统的短波长经受光激发剂之间在光经受上存在竞争关联，进而阻碍光团聚，而NIR光团聚型3D打印则是制备有色尤其是玄色团聚物的有用行径之一，因为大部分的有色填料在近红外光区经受较弱。图4展示了通过含苝、罗丹明B、花菁S0957、螺吡喃养殖物SP、碳黑（CB）等有色填料的3D打印配方所制造的有色团聚物以及光致变色团聚物暗示图。有机染料苝、罗丹明B与花菁S0957在可见光区具有优异的经受智商，CB险些经受从UV至NIR统共的光，但它们仍难以对NIR花菁4bZ3的经受产生较大经受影响，基于此告捷制备不同神气的划子、睡莲与小桥。此外，CB还可当作光经受剂，将打印极度裁减至0.1 mm独揽。添加螺吡喃养殖物SP至配方中可告捷打印出具有光致变色性质的刺激反馈团聚物，梗概在580 nm与365 nm光源照耀下罢了黄色与紫色的变化。
图4通过含苝、罗丹明B、花菁S0957、螺吡喃养殖物SP、碳黑（CB）等有色填料的3D打印配方所制造的有色团聚物以及光致变色团聚物暗示图
该团队的磋商为NIR光团聚型3D打印提供了可行的政策，有助于NIR光团聚期间与3D打印期间的发展。此外，该磋商为通过3D打印制造有色团聚物、以及光致变色团聚物给出了一种实行阶梯，拓展了NIR光团聚期间的行使性，相当是在制备有色团聚物（尤其是玄色团聚物），和刺激反馈团聚物方面具有实质的行使前程。该磋商由湖北固润科技股份有限公司提供资金支捏。
北京师范大学邹应全教讲课题组弥远尽力于光团聚范畴的磋商磋商（Macromolecules 2024 57, 3148-3159；Angew. Chem. Int. Ed. 2020，59，11440-11447；Mater. Des. 2022，213，110370；ACS Appl. Mater. Interfaces. 2022，14，48976-48985；ACS Appl. Mater. Interfaces. 2024，16，30344-30354；Adv. Mater. Technol. 2023，2201939；, Eur. Polym. J. 2024，211，113025），旨在招引多种类型的光激发剂及光激发体系，并鼓舞光团聚期间在光刻胶、3D打印等范畴的行使。
https://doi.org/10.1016/j.cej.2025.160857
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