十四五”時期，隨著“雙碳”工作的持續推進，環境治理成為重中之重，再生塑料作為循環領域的重要組成部分，其研發生產備受關注。近日，3D打印領域有了新發現，這次新發現有可能讓全球日益嚴重的“塑料危機”有了新的解決之道。
來自新南威爾士大學的工程師們發現，當3D打印材料破裂，只需在打印過程中，向液體樹脂中添加“特殊粉末” ，再使用UV LED燈直接照射，便能快速、輕易地幫助材料進行自我修復，而且修復后比損壞前更堅固了。
該團隊的研究結果已經發表在《Angewandte化學國際版》雜志上。
論文原文：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202114111
新南威爾士大學團隊使用的粉末狀添加劑是一種三硫代碳酸鹽，被稱為可逆加成破碎鏈轉移(RAFT)劑，最初由CSIRO開發。RAFT制劑能夠重新排列組成材料的納米網絡元素，并允許破碎的碎片被融合。
當UV LED燈直接照射到破碎的塑料上時，大約30分鐘內就會進行修復，大約一個小時后就會完全修復。
包括在3D打印小提琴上進行的實驗表明，自修復塑料的強度與原始狀態相比已完全恢復。該團隊表示，與現有的修復破損3D打印材料的方法相比，他們的系統簡單、速度快，商業化是可行的。
“也有其他方法可以做到這一點，但依賴熱化學來修復材料，通常需要大約24小時，多次加熱循環才能達到相同的結果。”科里根博士說，“另一限制是，需要一個加熱到高溫的烤箱，而且不能就地修復塑料材料，首先要把它從部件上拆卸下來，這增加了流程復雜性，速度緩慢。”
“有了我們的系統，你可以把破碎的塑料留在原地，然后把光照射到整個部件上。只有材料表面的添加劑受到影響，所以它更容易修復，速度也更快。”
博伊爾教授表示，這項新技術可以會應用于許多領域，目前先進的3D打印材料被用于高科技專業組件。這些產品包括可穿戴電子產品、傳感器，甚至還有一些制鞋產品。
這意味著破碎的塑料部件不需要丟棄，甚至不需要回收，即使嵌入包含許多其他材料的部件，也可以簡單地修復。與現有的3D打印材料修復破損方法相比，這種方法簡單、速度快，商業化是可行的，未來隨著進一步的發展和商業化，還將有助于減少化學廢物。
塑料的廢棄給環境帶來了巨大的負面影響，如何解決塑料垃圾已成為國際共同面臨的難題，這項新技術對于當下面臨的“塑料危機”來說無疑是一項重大突破。
在碳達峰、碳中和的大背景下，環保產業、新技術變革為3D打印塑料產業發展帶來了新發展機遇。根據AMPOWER 的市場研究，2020年全球聚合物(塑料)3D打印的整體市場規模為51.4億歐元(約402億人民幣)，預計2025年包括聚合物3D打印系統、材料及零件生產在內的整體塑料3D打印市場規模將達105億歐元(約822億人民幣)。
隨著越來越多的發展中國家禁止進口塑料垃圾，歐美國家正在嘗試用3D打印來解決塑料包裝的回收問題。基于3D打印工藝，可以重新設計和優化包裝，減少塑料的使用量，也能夠定制一些個性化的包裝。
另外，由于人工成本比較高昂，歐美國家的塑料包裝品大量都是從發展中國家進口的，而3D打印可以讓他們實現本土化生產和分散式的生產。基于3D打印技術，可以直接在工廠部署3D打印機，或者在當地建設3D打印服務中心，輻射一定范圍內的工廠，這樣能源可以節約41%到64%。
來源：南極熊3D打印網 https://www.nanjixiong.com/thread-151473-1-1.html
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高經理
