北京
科学家创造出可熔融回收并用于精密3D打印的紫外光固化树脂。
日本科学家开发出一种用于高精度3D打印的可回收树脂，它能被熔融并多次重复使用，且没有明显的性能损失。
横滨国立大学的研究团队表示，这种材料有助于解决立体光刻技术中最大的难题之一。立体光刻是一种利用紫外光将液态树脂固化为精细结构的3D打印方式。
大多数用于立体光刻的光固化树脂在打印后会永久硬化，导致它们难以或无法回收。研究人员称，他们的新型树脂在加热时可以恢复至原始的液态，因而能被重复用于后续的打印作业。
重印、重用、重复
“光固化3D模型无法回收，因此人们担心丢弃3D打印树脂部件会对环境造成负面影响。”横滨国立大学教授丸尾昭二说道。
据研究人员介绍，此前提出的可回收树脂往往需要化学添加剂，或者仅仅经过几个回收循环就会性能下降。
为解决该问题，团队将目光投向了蒽——一种以可逆光驱动反应而闻名的化合物。当暴露在光下时，蒽通过所谓的光二聚化过程形成交联结构。加热则可以逆转该反应，使材料分解回原本的形态。
研究人员利用一种含蒽的化合物制成了一种无需光引发剂即可固化的树脂。在基于紫外光的3D打印系统中，通常需要光引发剂这类化学物质来触发硬化过程。
“此前报道的可回收树脂都依赖于光引发剂，但本研究中的树脂通过逐步聚合的方式固化，无需引发剂。”丸尾教授表示。
团队指出，去除引发剂简化了树脂的成分，并减少了回收过程中来自添加剂的污染。
精密打印能力得以保存
为测试这种树脂，研究人员使用激光扫描系统打印了微观结构。在一次演示中，他们利用双光子光刻技术制作了一个蝴蝶模型，发现打印质量与传统材料相当。
“这些结果表明，这种可回收树脂能够通过激光扫描被精确地图案化成任意形状，证实了它对双光子光刻技术的适用性。”横滨国立大学特任助理教授向井优表示。
研究人员还用同一种材料反复加热、重复使用，历经10个打印循环打印出“YNU”字样。在另一项测试中，他们将一个打印出的立方体在150摄氏度下加热15分钟，使其变成了一个圆盘状物体。
团队报告称，与早期的可回收立体光刻材料相比，该材料在反复使用过程中的降解程度相对较小。
“蒽的可逆光二聚化为基于光的3D打印提供了一条通往可回收材料的实用途径。”向井优说道。
研究人员表示，下一步是让这种树脂适应更大规模的3D打印系统，同时提高材料的长期稳定性。
该研究发表于《ACS Omega》。
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