農(nóng)科院科學(xué)家研發(fā)出新型可降解黏合劑，可用作3D打印材料

來(lái)源：新京報(bào)

記者從中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院獲悉，我國(guó)科學(xué)家利用超分子聚合的方法，研發(fā)出新的黏合材料，該材料可用于3D打印。相關(guān)研究成果在線發(fā)表在《化學(xué)工程雜志》和《先進(jìn)科學(xué)》上，并獲得國(guó)家發(fā)明專利授權(quán)。

△可同時(shí)耐高溫和耐低溫的粘合劑的制備及應(yīng)用，中國(guó)農(nóng)科院供圖

據(jù)了解，研究由中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院麻類研究所可降解材料開(kāi)發(fā)與利用團(tuán)隊(duì)聯(lián)合國(guó)內(nèi)其他高校共同完成。團(tuán)隊(duì)科研人員介紹，黏合劑在日常生活、醫(yī)療衛(wèi)生、汽車(chē)工業(yè)、航天航空等領(lǐng)域有著普遍應(yīng)用，隨著環(huán)保意識(shí)的提升，開(kāi)發(fā)環(huán)保型可生物降解黏附材料已成為一項(xiàng)重要的研究課題。但現(xiàn)有黏合劑普遍存在黏附效果不佳的問(wèn)題，特別是在極端環(huán)境下效果更差。

在此次研究中，科研人員利用分子識(shí)別和超分子聚合的策略，合成了一系列具有同時(shí)耐高低溫的黏合劑，這些黏合劑在高溫150℃時(shí)強(qiáng)力達(dá)到了5.18兆帕，在低溫-196℃達(dá)到了9.52兆帕。通過(guò)對(duì)其機(jī)理進(jìn)行研究，研究人員在-80℃-150℃的較寬溫度范圍內(nèi)，成功實(shí)現(xiàn)了對(duì)黏附行為的實(shí)時(shí)和定量監(jiān)測(cè)。同時(shí)，使用定制設(shè)備，可輕松監(jiān)測(cè)黏附持續(xù)、衰減和失效時(shí)間。此外，黏附故障被可視化并無(wú)線報(bào)警。

據(jù)介紹，這一工作制備了一類可同時(shí)耐高低溫、黏附效果好的黏附材料，同時(shí)也為黏附效果的監(jiān)測(cè)提供了新思路。

為進(jìn)一步擴(kuò)大黏附材料應(yīng)用范圍，研究人員在上述研究基礎(chǔ)上，以天然小分子硫辛酸為材料，利用它的熱響應(yīng)開(kāi)環(huán)聚合特性，形成聚硫辛酸，制備了基于聚硫辛酸的新型黏合劑。基于該黏合劑的時(shí)間依賴自增強(qiáng)效應(yīng)，將其應(yīng)用在熱熔沉積的3D打印中。通過(guò)聚硫辛酸的3D打印，完全實(shí)現(xiàn)了不同尺度上的模型形成。

科研人員介紹，3D打印后，聚硫辛酸打印的模型隨著時(shí)間的推移表現(xiàn)出機(jī)械增強(qiáng)的特征，研究表明，這是由聚硫辛酸和硫辛酸的微觀自組裝引起的。這項(xiàng)工作實(shí)現(xiàn)了微觀層面的自組裝和宏觀層面的自組裝有機(jī)結(jié)合。該研究也為黏合材料的可控制造和機(jī)械增強(qiáng)提供了一種可行的方法，為下一代功能黏合材料的應(yīng)用開(kāi)辟了道路。

該研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金、中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新工程、國(guó)家麻類產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系等項(xiàng)目資助。