UCalgary研究人员使用液体构建3D打印材料

现在，想象一下您的手机从地面弹起。Schulich工程学院的研究人员希望通过使用液体3D打印来完善流程，使这种情况成为可能。

这是一个不断变化并具有广泛影响的专业领域，包括能量存储和组织工程。

卡尔加里大学团队的研究结果在一篇题为“通过在油水界面原位形成乳液形成海绵状全液体材料”的文章中进行了概述，NatureCommunications在编辑精选展示中对其进行了专题介绍。

创建新方法

该团队包括研究人员HosseinHejazi博士(PhD'11)和ParisaBazazi博士(PhD'21)以及普林斯顿大学的HowardStone博士，他们使用了多种液体，希望找到合适的组合创建海绵材料。

传统上，所使用的技术仅限于逐滴打印，并且在构建结构化材料方面面临局限性。

Hejazi说，他和他的同事将纳米粒子添加到水中，将化合物或表面活性剂分子添加到油中。

“通过将这种水注入油中，油和水之间的界面自发地变成乳液，形成由许多粘在一起的微小水滴组成的界面皮肤，”化学与石油工程学教授说。

“本质上，我们在油中形成了3D管状结构，我们展示了这种结构在3D打印中带来了新的机会。”

Bazazi说这是一种简单的方法，因为皮肤有弹性并且在受损时会再生。

“管状印刷特征具有海绵状质地，类似于在海洋中发现的微型管状海绵，”她说。“我们的分析表明，当乳液产生并在印刷期间保留在界面上时，就会形成稳定的二氧化硅液态细丝。”

保持简单

Hejazi相信该团队的全液体3D打印方法将为广泛的应用开辟一条新途径。

关于同一工作的基础方面的第二篇文章已经发表在著名的PhysicalReviewLetters上，题为Dynamicsofdropletpinch-offatemulsifiedoil-waterinterfaces:Interplaybetweeninterfacialviscoelasticityandcapillaryforces。

“液包液印刷材料在储能、微反应器以及制造组织和聚合物等仿生材料方面具有许多潜在用途，”他说。

虽然这听起来像是一项极其繁琐的工作，但Hejazi表示他们的方法实际上非常简单且高效。

“我们工作中的所有打印结构都是手写的，只包含水、矿物油、二氧化硅纳米粒子和一种油溶性表面活性剂，表明打印过程简单、非侵入性，可以在任何实验室完成，无需外力、精密设备或特殊类型的粘合材料，”他说。

Hejazi是卡尔加里大学界面流动和多孔介质实验室的负责人，他希望通过他在能源生产和转换方面的工作继续巩固这些研究成果。