浙江大學在可持續(xù)制造領域取得突破性進展,該?;瘜W工程與生物工程學院謝濤教授和鄭寧研究員團隊開發(fā)出一種可無限循環(huán)利用的光固化3D打印樹脂,通過全新熱可逆光點擊化學反應,讓3D打印材料從“一次性消耗”邁向“零廢料”時代。相關研究成果于日前發(fā)表在國際頂級期刊Science上。

傳統(tǒng)3D打印依賴丙烯酸酯類材料,其固化后形成的碳-碳單鍵網絡難以解聚,導致廢料污染與資源浪費。謝濤團隊在實驗中偶然發(fā)現(xiàn),硫醇與芳香醛的縮合反應可在光誘導下快速進行,生成的二硫代縮醛鍵具有獨特的熱可逆性——光照下鍵合形成固態(tài)結構,加熱后“解鎖”還原為初始液態(tài)單體。
這一特性使3D打印件可通過溫和加熱實現(xiàn)分子層面的無損回收,廢舊樹脂經處理后能100%重新投入打印,理論循環(huán)次數(shù)近乎無限,從根本上解決了傳統(tǒng)3D打印材料的廢棄問題。
該技術不僅實現(xiàn)環(huán)保突破,更兼顧材料性能多樣性。通過分子設計調控聚合物主鏈結構,團隊制備出彈性體、結晶性聚合物、剛性聚合物等多種材料,可滿足消失模鑄造(如金屬引擎部件)、正畸牙套生產等不同領域需求。
回收過程不影響材料力學性能,其拉伸強度、韌性等關鍵指標均保持穩(wěn)定,為航空航天、生物醫(yī)療等對材料要求嚴苛的場景提供了可持續(xù)解決方案。



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