科研人員使用鹽3D打印可降解聚合物
魔猴君 行業(yè)資訊 781天前
2022年11月1日，德克薩斯（A&M）大學(xué)的研究人員正在使用3D打印和鹽來制造環(huán)保聚合物，這些聚合物會隨著時間的推移而自然降解。德克薩斯大學(xué)材料科學(xué)與工程系和化學(xué)系副教授Emily Pentzer博士，正在通過一種允許聚合物隨著時間的推移自然降解的工藝，使3D打印聚合物更加環(huán)保。該研究還獲得了來自德克薩斯A&M工程學(xué)院、工程實驗站、化學(xué)系和Kashmir大學(xué)科研人員們的共同支持。
△廢棄塑料對環(huán)境造成的污染觸目驚心
△科研人員想要更環(huán)保的鹽來替代塑料
應(yīng)對微塑料的污染
大多數(shù)商業(yè)合成聚合物，通常采用可在正常條件下不會分解的大分子組成。當(dāng)留在環(huán)境中時，聚苯乙烯泡沫塑料杯或塑料容器等制成品會分解成肉眼看不到的小塊，但長聚合物分子會永遠(yuǎn)存在。
Pentzer說：“這不僅僅是塑料瓶可能存在被隨意丟棄的問題，還有這些材料會分解成留在環(huán)境中的微塑料。我們并不完全了解微塑料的影響，但它們已被證明會攜帶疾病、重金屬和糞便細(xì)菌等有害物質(zhì)?！?/span>
△通過一鍋兩步策略合成了具有定制熱和機械性能的可降解CO 2基三嵌段聚碳酸酯。將NaCl顆粒分散在聚合物溶液中，可以配制和3D打印觸變油墨。隨后去除填料會產(chǎn)生多孔結(jié)構(gòu)
鹽3D打印可降解聚合物
Pentzer說：“我們的目標(biāo)是創(chuàng)造可持續(xù)的可降解聚合物結(jié)構(gòu)，我們通過利用化學(xué)提供的微觀結(jié)構(gòu)和3D打印提供的宏觀結(jié)構(gòu)來做到這一點。”
為了制造可降解聚合物，Pentzer與德克薩斯化學(xué)系杰出教授Don Darensbourg博士合作，使用二氧化碳和食鹽來制造用于3D打印過程的墨水。打印后，用水清洗結(jié)構(gòu)以溶解鹽并固化結(jié)構(gòu)。雖然結(jié)構(gòu)的外部看起來仍然很光滑，但該過程會產(chǎn)生數(shù)千個小孔，使化合物能夠以更快的速度降解。同時，聚合物主鏈上的烯烴側(cè)基可以通過紫外線誘導(dǎo)的硫醇-烯表面官能化和交聯(lián)進一步改性。
Pentzer解釋:“在適當(dāng)?shù)臈l件下，我們創(chuàng)造的聚合物實際上會迅速降解，理想情況下，它們會分解成無毒的小分子。最重要的是，這些小分子不能攜帶重金屬或細(xì)菌等物質(zhì)。
潛在的應(yīng)用前景
隨著研究的進展，Pentzer希望利用這一過程來制造包裝材料，這樣盒子和膠帶等物品就可以快速降解，而不是在未來幾年內(nèi)被埋在垃圾填埋場。她還看到了3D打印聚合物在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的光明前景。
Pentzer說：“這些材料可用于各種生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用。像植入物支架這樣的東西會隨著時間的推移而降解，這樣你的身體就可以愈合，但你不會永遠(yuǎn)擁有那塊塑料?！彼又忉專骸斑@有點像將科學(xué)與工程結(jié)合起來，共同努力，我們可以創(chuàng)造協(xié)同效應(yīng)并取得更多成就?！蓖ㄟ^該團隊的跨學(xué)科研究，他們正在尋求一個可能對環(huán)境、人類健康、生物醫(yī)學(xué)和人類生存的各個方面，可能產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響的解決方案。
來源;南極熊
