氧化石墨烯可用于加固3D打印混凝土并使其电气化

氧化石墨烯可用于加固3D打印混凝土并使其电气化用增强混凝土制作的3D打印测试结构之一通常，混凝土建筑、桥梁和其他结构都是通过将湿混凝土浇注到木模（又称模板）中制成的，一旦混凝土硬化，木模就会被拆除。相比之下，3D打印技术则是将挤出的混凝土层层叠加，并在硬化过程中粘合在一起。不幸的是，这些层之间的粘结有时会成为薄弱点，从而降低结构的整体强度。为了解决这个问题，澳大利亚皇家墨尔本理工大学（RMITUniversity）和墨尔本大学（UniversityofMelbourne）的科学家们尝试将氧化石墨烯添加到用作3D打印混凝土粘结剂的水泥中。氧化石墨烯是石墨烯的氧化形式，而石墨烯又是由一个原子厚的碳原子片以蜂窝状连接在一起。在试验了不同的用量后发现，当氧化石墨烯的用量为水泥重量的0.015%时，混凝土的层间粘合效果更好。整体强度提高了10%。皇家墨尔本理工大学副教授乔纳森-陈（JonathanTran）说："氧化石墨烯表面具有官能团，这些官能团就像材料表面的粘点，可以抓住其他东西。这些'粘点'主要由含氧的各种官能团组成，它们在促进氧化烯与水泥等其他材料的牢固结合方面发挥着至关重要的作用。这种强大的粘合力可以提高混凝土的整体强度。"较高剂量的氧化石墨烯实际上降低了混凝土的强度和用途还有一个额外的好处，由于石墨烯具有很强的导电性，因此可以通过硬化的混凝土传递电流。希望有一天这种功能能用于裂缝检测系统，即使是最小的裂缝也能中断贯穿混凝土结构的电路。在这方面还需要进行更多的研究，而且科学家们还没有确定增强3D打印混凝土的强度与传统浇注混凝土的强度相比如何。由皇家墨尔本理工大学博士生刘俊利领导的这项研究的论文最近发表在《增材制造通讯》（AdditiveManufacturingLetters）杂志上。在以前的研究中，氧化石墨烯曾被用于在混凝土上形成保护层，以及增加用于加固混凝土的碎面罩纤维的粘合强度。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1402273.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1402273.htm

新型超声波技术可用于在体内3D打印植入物

新型超声波技术可用于在体内3D打印植入物打印在心脏模型内的固化声墨结构（红色）亚历克斯-桑切斯，杜克大学；姚俊杰，杜克大学；Y.ShrikeZhang，哈佛大学医学院只要树脂暴露在光线下，它就会聚合（凝固），而容器中的其他树脂则保持凝胶状态。通过移动光源，使其照射到树脂的不同部位，就可以逐渐制作出非常精细的三维物体。体积打印的限制因素之一是，要使光源到达目标，容器和树脂必须是透明的。由于人体皮肤和生物组织几乎是不透明的，光线只能透过它们到达几毫米的范围。这就意味着，目前这种技术还不能用于在体内制造植入物。考虑到这一限制，杜克大学和哈佛大学医学院的科学家们发明了一种基于声音的新技术，称为深穿透声学体积打印（DVAP）。这种技术不使用光敏树脂，而是使用一种生物相容性超声"墨水"--称为超声墨水--这种墨水在吸收超声脉冲时会升温，然后凝固。可以想象，将这种粘稠的墨水注入人体需要植入的部位，然后暴露在由外部探头战略性聚焦发出的深层超声波中。一旦植入物本身聚合成所需的形状，任何残留的墨水都可以用注射器从体内取出。根据预期的应用，声波墨水可以配制成长效或可生物降解的形式，也可以模仿不同类型的生物组织，如骨骼。在这个例子中，DAVP被用来关闭山羊心脏的左心房附壁，从而降低了在心脏内部形成血栓的风险杜克大学的姚俊杰；哈佛大学医学院的张世玉在迄今为止进行的实验室测试中，科学家们已经利用DVAP技术封闭了山羊心脏的一部分（治疗非瓣膜性心房颤动时需要），修复了鸡腿上的骨骼缺损，并在肝脏组织内打印出了化疗药物分配水凝胶。杜克大学副教授姚俊杰说："由于我们可以通过组织进行打印，这使得传统上涉及侵入性和破坏性方法的外科手术和治疗有了很多潜在的应用。这项工作为3D打印领域开辟了一条令人兴奋的新途径，我们很高兴能共同探索这一工具的潜力。"有关这项研究的论文最近发表在《科学》杂志上。编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1403075.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1403075.htm

科学家创建受蜜蜂启发的系统 使用空中无人机来3D打印结构

科学家创建受蜜蜂启发的系统使用空中无人机来3D打印结构在难以到达的地方建造或修复结构是一项艰巨的任务，因为将起重机、脚手架和其他东西搬进来可能相当困难。这就是科学家们正在创建一个受蜜蜂启发的系统的原因，它使用飞行的3D打印无人机来完成这项工作。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1319655.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1319655.htm

3D打印食品的配方：可食用材料的增材制造

3D打印食品的配方：可食用材料的增材制造研究人员确定了影响增材制造生产的可食用材料的质量的因素。3D打印食品可以解决食品供应和营养方面的全球挑战。但是在调整增材制造以生产可食用材料的过程中存在着一些障碍。在AIP出版的《流体物理学》中，渥太华大学的研究人员EzgiPulatsu和ChibuikeUdenigwe确定了一系列影响用增材制造制造的食品的打印质量和形状复杂性的因素。考虑到这些特征可以提高食品质量，改善控制，并加快打印速度。食品的快速成型制造包括设计（3D形状及其几何代码）、预处理（食品油墨制备）、制造（沉积层以创建形状）和后处理（烘烤、煮沸、烹饪、冷冻、煎炸或干燥）。每个步骤都是创造创新食品的机会。改变初始混合物或糊状物的印刷图案和成分可以影响食品的基质和微观结构，从而影响其质地。添加剂制造中该混合物的流动也很关键，有时会通过控制成分和工艺条件来鼓励或阻止。快速成型制造技术中使用的常见刀具路径模式：a）光栅，b）之字形，c）轮廓线，以及d）螺旋线。资料来源：EzgiPulatsu和ChibuikeUdenigwe"基于挤压的3D打印是最适用于食品的技术，"Pulatsu说。"它涉及到一个装着食品糊状物的注射器--如果泥、面团或糖霜--被直接（推动柱塞）或间接力（压缩空气）从一个喷嘴中挤出。"创造一个稳定的连续流动是成功打印的第一步，因此可以通过以可控的方式将串状材料分层来生产设计的形状。一旦沉积了一层，就不再希望它流动；否则，它将破坏我们创造的形状。后期处理--通过烘烤、煮沸、烹饪、冷冻、油炸或干燥--从物理和化学上改变食物的微观和宏观分子，并导致各种质地和口味。同时，形状应被保存或仔细控制。"我们还有其他通过不同的3D打印技术创造食品结构的机制，"Pulatsu说。"例如，材料喷射使用沉积在粉末上的液体粘合剂来形成自支撑层，也可以使用沉积后硬化的液体油墨。"使增材制造对食品行业更有效的一个方法是建立一个打印路径（一系列计算机控制的运动）。"未来的研究应该探索不同技术在构建时间方面的成本效率，其中形状的复杂性和工具路径策略--涉及打印路径、移动头速度和非打印运动--也被考虑在内，"Pulatsu说。"食物是生活的必需品，而且由于全球人口的增加和环境的变化，它变得更加关键。因此，新型食品和基质的设计应与厨师、食品科学家和工程师协商，并符合当前的需求"。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1350681.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1350681.htm

特殊设计的粘性凝胶可用来在室温下3D打印金属物品

特殊设计的粘性凝胶可用来在室温下3D打印金属物品后者将水的pH值下降到1.0，以去除EGaln中的氧化物，从而暂时将其转变为液态金属状态。这导致EGaln颗粒（现在为小球）粘附在更坚固的铜颗粒上，形成由EGaln桥连接的铜颗粒网络。还添加甲基纤维素以增大混合物的体积。由此产生的粘性凝胶可以在室温下从普通3D打印机的喷嘴中挤出，一次一层地构建物品。当成品在相同温度下干燥时，水和盐酸就会蒸发。最终结果是一个刚性、高导电性的三维物体，其中金属含量高达97.5%（其余为甲基纤维素）。此外，根据凝胶挤出时颗粒排列的方式，如果在干燥时施加热量，物体将以可预测的方式改变形状。这种现象可以用于生产最终需要呈现复杂形状但更容易打印为平面图案的物品。 在下面的视频中，您可以看到如何使用凝胶3D打印一只蜘蛛，蜘蛛在加热干燥时会用腿站立。“3D打印彻底改变了制造业，但我们不知道以前有哪些技术可以让您在室温下一步打印3D金属物体，这为制造各种电子元件和设备打开了大门，”研究人员表示。有关这项研究的论文最近发表在《Matter》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1369467.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1369467.htm

金属/聚合物复合材料使3D打印的纳米结构更加坚固

金属/聚合物复合材料使3D打印的纳米结构更加坚固在一个称为双光子光刻的现有工艺中，激光被照射到液体树脂混合物中。只要该光束的最中心照射到其中一个纳米团块，就会发生化学反应，导致树脂在该特定区域变硬。因此，通过在树脂中精确地移动激光束，有可能建立起非常小而复杂的物体。当用这种特殊材料打印的晶格被测试时，发现它们能够吸收的能量是用其他常用材料打印的晶格的两倍。根据新复合材料制成的格子的类型，一些格子擅长承受重物而不变形，而另一些格子则擅长压扁变形吸收冲击力，然后弹回其原始的无损状态。在打印晶格时，金属纳米簇允许化学反应的发生比在其他利用不同类型的光敏分子的材料中要快得多。即使在复合材料中使用了一些不同的聚合物，也不难注意到这种效果--在一种情况下，当使用一种基于蛋白质的聚合物时，物品的打印速度比以前使用这种聚合物时快100倍。关于这项研究的一篇论文的通讯作者WendyGu助教说："现在人们对设计不同类型的3D结构以获得机械性能很感兴趣。我们在此基础上所做的是开发出一种真正善于抵抗力的材料，因此它不仅仅是三维结构，而且是提供非常好的保护的材料。"这篇论文最近发表在《科学》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1336975.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1336975.htm