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USC史诗级突破:纳米3D打印材料获批量生产力

2024-07-05 07:24 已有人浏览
本文摘要:纳米颗粒是一种十分神秘的人工物质:它的直径一般来说只有人类头发丝的十万分之一,表面积却比较极大1mg体积1nm3的纳米颗粒具备的表面积与1kg体积1mm3的普通颗粒非常;它能精彩穿越细胞膜而不导致任何受损。所以,这些特性令其它不具备了十分最重要的科研价值,比如细胞再生和药物寄送系统的研究。 但是十分失望,这种物质目前的价格十分高昂。以金纳米颗粒为事例,按照当前的市场价,意味着1g就要8万美元,而1g普通金子才50美元而已。

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纳米颗粒是一种十分神秘的人工物质:它的直径一般来说只有人类头发丝的十万分之一,表面积却比较极大1mg体积1nm3的纳米颗粒具备的表面积与1kg体积1mm3的普通颗粒非常;它能精彩穿越细胞膜而不导致任何受损。所以,这些特性令其它不具备了十分最重要的科研价值,比如细胞再生和药物寄送系统的研究。

  但是十分失望,这种物质目前的价格十分高昂。以金纳米颗粒为事例,按照当前的市场价,意味着1g就要8万美元,而1g普通金子才50美元而已。这主要是因为这种物质一般来说不能由实验室生产,而且产量十分受限。

不过现在,这个痛点将未来将会获得解决问题,因为USC一支由NoahMalmstadt教授领导的科研团队早已寻找了一种新的方法,不但能大大降低纳米颗粒的生产成本,而且未来将会构建大量生产。而在这种新方法中扮演着最重要角色的就是3D打印机技术。

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  这种新方法的关键就是用250微米级的3D打印机导管代替原本的传统导管、烧杯等工具,在比较较慢的速度下捕猎纳米颗粒。这种尺度的导管传统工艺很难作出,而3D打印机技术却能精彩构建。

据理解,这种微型3D打印机导管是用于光固化(SLA)技术自制的,具备均匀分布的网络结构。实际操作时,两束非混合液体会从一端流经导管,然后从另一端流入。流入时它们不会互相撞击,构成微米级的小液滴,最后以一种可预测的方式转化成纳米颗粒。

每一个这种3D打印机导管都可分解数百万单位的小液滴。  事实上这种用于导管的方法在多年前就早已经常出现了,不过当时因为导管尺寸和形状的问题,产生纳米颗粒的效果并很差,而现在用于这种微米级的3D打印机导管,效果就好了很多,因为它们的几何形状有所不同,可以令其液体产于得更加均匀分布,从而增加阻塞,最后分解均匀分布性更佳的纳米颗粒。

  除了文章结尾所说过的科研价值,这种纳米颗粒还有一个优点,就是在用于工件技术加工时,比现在的大尺寸粉末颗粒必须的温度更加较低,时间更加较短这对于选择性激光工件(SLS)3D打印机来说毫无疑问是天大的好消息,因为用了这种纳米颗粒粉末,SLS设备的成本和能耗就能减少,同时生产时间也能延长。所以此次USC的突破性研究堪称意义十分根本性。


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