佐治亞南方大學(xué)將植物油轉(zhuǎn)化為用于3D打印的生物基樹脂

南極熊導(dǎo)讀：在過去的十年中，全球3D打印市場顯著增長，這一趨勢部分歸因于對3D打印零件日益增長的需求，以及全球向可持續(xù)經(jīng)濟轉(zhuǎn)型、減少環(huán)境污染的共同推動，這進一步加速了對可再生材料在3D打印領(lǐng)域應(yīng)用的需求。

△研究題目為“用于立體光刻3D打印的植物油基丙烯酸樹脂的開發(fā)與表征”（傳送門）

2024年12月12日，南極熊獲悉，佐治亞南方大學(xué)的Julius Adeyera和他的團隊成功開發(fā)出一種新型的生物基樹脂，這種樹脂由植物油（如大豆油、亞麻籽油和桐油）制成。這種材料不僅環(huán)保，還滿足了工業(yè)應(yīng)用對機械性能和耐用性的要求。研究還涉及將桐油轉(zhuǎn)化為可用于粘合劑噴射3D打印的材料，展示了植物油在增材制造技術(shù)中的應(yīng)用潛力。

△亞麻籽油和大豆籽油示意

創(chuàng)新生物基樹脂

Adeyera強調(diào)：“我們的目標(biāo)不僅是創(chuàng)造更環(huán)保的材料，我們還致力于設(shè)計一種可持續(xù)的解決方案，新技術(shù)的性能不僅與傳統(tǒng)樹脂相媲美，甚至在某些方面超越它們。”

這些生物基樹脂與市面上常見的405nm波長的3D打印機完全兼容，標(biāo)志著生物基材料在滿足工業(yè)級機械和耐用性要求方面邁出了重要一步。在醫(yī)療和汽車制造等行業(yè)，這些生物基樹脂提供了替代傳統(tǒng)石油基樹脂的可能性，滿足了對于高性能材料在耐熱性和機械性能上的嚴格要求。

△Julius Adeyera

研究的核心在于將植物油化學(xué)轉(zhuǎn)化為丙烯酸酯，隨后通過紫外線聚合。當(dāng)暴露在紫外線下時，這些分子會形成特定的形狀，并具備所需特性以滿足特定應(yīng)用。通過桐油的化學(xué)改性，固化和增強粘合能力，新的技術(shù)可替代合成粘合劑的材料。

另外，Adeyera與他人合作撰寫了關(guān)于如何將桐油轉(zhuǎn)化為適用于粘合劑噴射3D打印的材料的研究論文。通過對桐油的固化和粘合能力進行化學(xué)改變，他和一組研究人員發(fā)明了一種可以替代合成粘合劑的材料。該項目還展示了如何將植物油應(yīng)用于各種增材制造技術(shù)，以及如何替代石油基材料。相關(guān)研究由美國國家科學(xué)基金會(NSF)資助。

△Julius Adeyera發(fā)現(xiàn)了一種生產(chǎn)可持續(xù)材料的方法，效率與傳統(tǒng)石油基材料一樣高

Adeyera表示：“許多人曾認為生物基材料無法達到現(xiàn)代制造業(yè)的標(biāo)準，但我們已經(jīng)證明這一觀點不再成立。隨著我們即將發(fā)表的多個相關(guān)項目，我們對材料科學(xué)的貢獻將重新定義生物基創(chuàng)新的可能性�！�

總來的說，有了利用可再生資源加工植物油以生產(chǎn)工程材料的實證，我們不難看出制造業(yè)如何在保持產(chǎn)品質(zhì)量的同時，走向更加可持續(xù)的未來。除了3D打印行業(yè)，其它需要耐用且高效材料的行業(yè)，在評估其供應(yīng)鏈時，也可以從這項研究中獲得啟示。