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受葉啟發(fā)的3D打印微結(jié)構(gòu)可清潔漏油后的海洋

來源：narkii 瀏覽數(shù)：
責任編輯：六月芳菲時間：2018-04-02 10:36

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[導讀]該團隊已經(jīng)使用3D打印技術(shù)來重建浮蕨葉的微觀結(jié)構(gòu)組成。

南加利福尼亞大學的研究人員從自然界獲得了可以幫助清理溢油的材料開發(fā)的靈感。該團隊已經(jīng)使用3D打印技術(shù)來重建浮蕨葉的微觀結(jié)構(gòu)組成。.

（圖片：森林和金斯塔爾/維基百科）

Salvinia molesta是一種原產(chǎn)于巴西的水生蕨類植物，以浮在水面上而聞名。植物的葉子由獨特的突起組成，研究人員將其比作打蛋器形狀。據(jù)報道，這種結(jié)構(gòu)賦予蕨葉“超級疏水性” - 換句話說，它們非常有效地排斥水。

“我認為植物表面具有超疏水性的??原因是因為它生活在水面上，需要空氣才能存活下來，”與Yong Chen副教授一起工作的博士后研究員Yang Yang解釋說。 “如果不是這種植物的長期進化，植物可能會被淹沒在水中并會死亡。”

正是這種疏水結(jié)構(gòu)引起了南加州大學研究人員的注意。如果他們能夠重新構(gòu)造結(jié)構(gòu)，他們相信他們可以制造能夠?qū)⒂秃退蛛x的材料，這對清理諸如漏油等人為災(zāi)難可能產(chǎn)生重大影響。

（圖片：Yang Yang）

為了再現(xiàn)蕨葉的復雜微觀紋理，研究人員使用3D打印技術(shù)創(chuàng)建了類似的結(jié)構(gòu)。令人驚訝的是，該團隊能夠以與自然界中存在的相同規(guī)模3D打印獨特的打蛋器結(jié)構(gòu)。

該團隊沒有使用FDM 3D打印來實現(xiàn)這一點。相反，他們轉(zhuǎn)向了高度精確和先進的工藝，即沉浸式表面積聚3D打印技術(shù)，以創(chuàng)建疏水性微結(jié)構(gòu)。通過整合排斥水和吸收油成3D打印材料的能力，研究人員已經(jīng)提出了一個驚人的創(chuàng)新過程，用于清潔受到漏油污染的水體。

“我們試圖創(chuàng)造出一種能夠?qū)⒂团c水分離的功能性表面紋理，”Chen補充道。 “基本上，我們通過使用3D打印方法修改了材料表面，幫助我們實現(xiàn)了一些有趣的表面特性。”

到目前為止，該團隊成功地3D打印了吸油材料的原型，并且從水中分離油的技術(shù)可以提供一種更簡單和更節(jié)能的方法，與現(xiàn)有方法相比，這些方法需要電場或機械施加壓力凈化水。

Chen的團隊補充說，3D打印的打蛋器結(jié)構(gòu)能夠“微滴操作”，這可以使其適用于醫(yī)療應(yīng)用。例如，由該材料制成的機器人手爪可將血液微滴沉積到不同的化學混合物中以提高血液測試的效率。

Chen的團隊中博士生李向佳說，高性能微滴操縱的一個例子可以為患者提供更有效的血液分析。其中一位研究人員說：“你可以用機器人手臂來制作模擬槐樹效應(yīng)的抓手。” “無論你用哪種方式移動手臂，抓握力都非常大，以至于液滴會保持附著狀態(tài)。”

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