2022年11月1日，德克薩斯（A&M）大學(xué)(xué)的研究人員正在使用3D打印和鹽來(lái)(lái)制造環(huán)(huán)保聚合物，這些聚合物會(huì )(huì)隨著(zhù)時(shí)(shí)間的推移而自然降解。德克薩斯大學(xué)(xué)材料科學(xué)(xué)與工程系和化學(xué)(xué)系副教授Emily Pentzer博士，正在通過(guò)(guò)一種允許聚合物隨著(zhù)時(shí)(shí)間的推移自然降解的工藝，使3D打印聚合物更加環(huán)(huán)保。該研究還獲得了來(lái)(lái)自德克薩斯A&M工程學(xué)(xué)院、工程實(shí)(shí)驗(yàn)站、化學(xué)(xué)系和Kashmir大學(xué)(xué)科研人員們的共同支持。

△廢棄塑料對(duì)環(huán)(huán)境造成的污染觸目驚心

△科研人員想要更環(huán)(huán)保的鹽來(lái)(lái)替代塑料 

應(yīng)對(duì)微塑料的污染

大多數(shù)商業(yè)(yè)合成聚合物，通常采用可在正常條件下不會(huì )(huì)分解的大分子組成。當(dāng)留在環(huán)(huán)境中時(shí)(shí)，聚苯乙烯泡沫塑料杯或塑料容器等制成品會(huì )(huì)分解成肉眼看不到的小塊，但長(cháng)(zhǎng)聚合物分子會(huì )(huì)永遠(yuǎn)存在。

Pentzer說(shuō)(shuō)：“這不僅僅是塑料瓶可能存在被隨意丟棄的問(wèn)(wèn)題，還有這些材料會(huì )(huì)分解成留在環(huán)(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(huì )(huì)攜帶疾病、重金屬和糞便細(xì)菌等有害物質(zhì)(zhì)?！?/span>

△通過(guò)(guò)一鍋兩步策略合成了具有定制熱和機(jī)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(huì )(huì)產(chǎn)(chǎn)生多孔結(jié)構(gòu)

鹽3D打印可降解聚合物

Pentzer說(shuō)(shuō)：“我們的目標(biāo)是創(chuàng )(chuàng)造可持續(xù)的可降解聚合物結(jié)構(gòu)，我們通過(guò)(guò)利用化學(xué)(xué)提供的微觀(guān)結(jié)構(gòu)和3D打印提供的宏觀(guān)結(jié)構(gòu)來(lái)(lái)做到這一點(diǎn)(diǎn)?！?/span>

為了制造可降解聚合物，Pentzer與德克薩斯化學(xué)(xué)系杰出教授Don Darensbourg博士合作，使用二氧化碳和食鹽來(lái)(lái)制造用于3D打印過(guò)(guò)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(lái)(lái)仍然很光滑，但該過(guò)(guò)程會(huì )(huì)產(chǎn)(chǎn)生數(shù)千個(gè)(gè)小孔，使化合物能夠以更快的速度降解。同時(shí)(shí)，聚合物主鏈上的烯烴側(cè)基可以通過(guò)(guò)紫外線(xiàn)誘導(dǎo)的硫醇-烯表面官能化和交聯(lián)(lián)進(jìn)(jìn)一步改性。

Pentzer解釋:“在適當(dāng)?shù)臈l件下，我們創(chuàng )(chuàng)造的聚合物實(shí)(shí)際上會(huì )(huì)迅速降解，理想情況下，它們會(huì )(huì)分解成無(wú)(wú)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)(zhì)。

潛在的應(yīng)用前景

隨著(zhù)研究的進(jìn)(jìn)展，Pentzer希望利用這一過(guò)(guò)程來(lái)(lái)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(lái)(lái)幾年內(nèi)被埋在垃圾填埋場(chǎng)(chǎng)。她還看到了3D打印聚合物在生物醫(yī)學(xué)(xué)領(lǐng)(lǐng)域的光明前景。

Pentzer說(shuō)(shuō)：“這些材料可用于各種生物醫(yī)學(xué)(xué)應(yīng)用。像植入物支架這樣的東西會(huì )(huì)隨著(zhù)時(shí)(shí)間的推移而降解，這樣你的身體就可以愈合，但你不會(huì )(huì)永遠(yuǎn)擁有那塊塑料?！彼又?zhù)解釋?zhuān)骸斑@有點(diǎn)(diǎn)像將科學(xué)(xué)與工程結(jié)合起來(lái)(lái)，共同努力，我們可以創(chuàng )(chuàng)造協(xié)(xié)同效應(yīng)并取得更多成就?！蓖ㄟ^(guò)(guò)該團(tuán)隊(duì)的跨學(xué)(xué)科研究，他們正在尋求一個(gè)(gè)可能對(duì)環(huán)(huán)境、人類(lèi)健康、生物醫(yī)學(xué)(xué)和人類(lèi)生存的各個(gè)(gè)方面，可能產(chǎn)(chǎn)生深遠(yuǎn)影響的解決方案。

來(lái)(lái)源;南極熊

來(lái)(lái)源：中國(guó)3D打印網(wǎng)(wǎng)