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山梨糖醇混合液的应用 用于3D打印的自修复玻璃

2020-05-25 09:47:09 wish 21

  日前,台湾国立中央大学的研究人员开发了一种抗紫外线,耐热,自修复的乳液玻璃。令人印象深刻的性能库使液态固体(LLS)材料成为支撑介质的理想选择,从而可以将UV和热固性油墨(也称为树脂)直接“3D写入”其中并独立于周围的LLS进行固化。

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  对液体状玻璃进行了许多机械测试,以确定其对于支撑介质的适用性。国立中央大学的照片。类液体固体和3D书写根据研究人员的说法,LLS材料可用作液体油墨的坚固支撑介质。在墨水固化时使用它们将墨水固定在适当的位置有助于保持预期的书写几何形状。没有支撑介质,墨水的重力和表面张力会导致流体不稳定(热乱)。例如,PDMS(一种弹性体)具有生物相容性,无毒且光学清洁,使其可用于润滑剂和消泡剂。尽管具有紫外线和热固性,但由于其极低的预聚物粘度和长的固化时间,其应用在很大程度上限于其流体形式。因此,就其本身而言,它无法维持所需的3D形状足够长的时间以使其固化,因此3D打印非常困难。

  最近,通过将液态PDMS3D写入LLS保持介质并在其悬浮后对其进行固化来解决该问题。自愈乳液玻璃为了开发下一代支持介质,研究团队首先将一种特殊配方的硅油与山梨糖醇和水混合以形成水溶液。从中,他们提取了一种“稳定的乳胶玻璃”,并将其用作实验的支撑介质。该团队选择使用PDMS弹性体作为油墨,将其3D写入乳胶玻璃并固化。3D书写设备(喷嘴直径为1.83mm的注射泵)是从头开始构建的。对3D结构进行建模并写入乳胶玻璃样品中,并通过加热和紫外线进行固化,以证明玻璃适合作为支撑介质。对于UV过程,使用365nmUV灯60秒,对于热过程,将墨玻璃样品在100°C的烤箱中加热1小时。即使经过六次紫外线和热暴露,乳胶玻璃仍保持无相并保持其结构完整性,使其具有紫外线和耐热性。这意味着该玻璃可用于同时固化UV和热敏油墨。

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  3D打印的PDMS螺旋结构。图片来自国立中央大学。研究人员还得出结论,水性基质中密集的油滴结构使玻璃具有极高的弹性。这转化为“自我修复”功能,玻璃上的任何孔或切口都会自动关闭。

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  山梨糖醇简介:

  山梨糖醇为白色吸湿性粉末或晶状粉末、片状或颗粒,无臭。依结晶条件不同,熔点在88~102℃范围内变化,相对密度约1.49。易溶于水(1g溶于约0.45mL水中),微溶于乙醇和乙酸。有清凉的甜味,甜度约为蔗糖的一半,热值与蔗糖相近。山梨糖醇液为清亮无色糖浆状液体,有甜味,对石蕊呈中性,可与水、甘油和丙二醇混溶。

  山梨糖醇具有吸湿性,故在食品中加入山梨糖醇可以防止食品的干裂,使食品保持新鲜柔软。在面包蛋糕中使用,有明显效果,可有效延长烘焙食品的保存期。

  山梨糖醇甜度低于蔗糖(其甜度相当于60%蔗糖),且不被某些细菌利用,是生产低甜度糖果的理想原料,也是生产无糖糖果的重要原料,可加工各种防龋齿的食品。

  山梨糖醇不含醛基,不易被氧化,在加热时不和氨基酸产生美拉德反应。有一定的生理活性,能防止类胡萝卜素和食用脂肪及蛋白质的变性,在浓缩牛乳中加入山梨糖醇可延长保质期,能改善小肠的色香味,对鱼肉酱油有明显的稳定和长期保存的作用。在果酱蜜饯中也有同样作用。

  山梨糖醇代谢不引起血糖升高,比糖类代谢慢,在肝脏中大部分转化为果糖,可以作为糖尿病人食品的甜味剂和营养剂。

  另外,山梨糖醇可代替甘油在牙膏生产中用作保湿剂和赋形剂,也可用作淀粉稳定剂和果品的湿润调节剂、保香剂、抗氧剂等。

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