南加大開發出可自我修復的3D列印材料

自我修復的3D列印鞋墊

王啟明助理教授和南加州大學維特比工程學院的學生開始使用一種稱為光聚合的製造方法，具體指用光來硬化特定的液態樹脂材料。應用於3D列印物體中，其能夠實現自我修復，團隊必須在氧化化學基團時找到最佳的混合物及比例，從而在自我修復後保持原始強度和功能。

“當我們逐漸增加氧化劑時，自愈行為變得更強，但光聚合行為變得更弱，”王說。 “這兩種行為之間存在競爭。最終我們發現這種比例能夠實現高度自我修復和相對快速的光聚合。”

該團隊通過列印一系列物體（包括鞋墊，軟機器人，多相複合材料和電子感測器）測試其方法，然後將它們切成兩半。在60°C（140°F）下經過大約2小時後，大部分物體完全自愈。由於導電的碳存在，電子感測器的自我修復需要兩倍的時間。

研究人員表示，通過提高溫度可以縮短修復時間。

“事實上，在不同的溫度下 - 從40攝氏度到60攝氏度 - 材料幾乎可以癒合到100％，”該研究的第一作者Kunhao Yu評論道。 “通過改變溫度，我們可以控制癒合速度，即使在室溫下，材料仍然可以自愈。”

該團隊現在正在研究一系列可以自愈的材料的 開發 ，這些材料可以繼續生產自我修復的汽車部件或防彈衣。