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通过流动的紫外线辐照从液体射流中“收获”微粒

紫外线辐照 液体射流
发布:2020-12-07 10:47:06    



根据紫外线辐照液体射流的位置,形成纤维,珠状纤维或微粒。图片来源:特温特大学

现在可以通过用紫外线照射流体射流来生产微球,微透镜和微纤维,局部地形成所需形状的聚合物。此过程称为空气中光聚合,可制造出多种受生物启发的微粒。该技术比现有技术更快,并且可以提供质量非常恒定的颗粒。特温特大学的研究人员于12月4日在先进材料杂志上发表了他们的工作。

受到生物启发的材料的需求量很大,包括刺激血液循环或改善疫苗输送的微粒,带有微针的贴剂,这些贴剂可以无痛地注射将自身附着在身体上的微纤维,以及模仿昆虫眼睛的微透镜。这些需要定义明确的构建基块,可以大量组装。但是,现有的制造过程是劳动密集型的,太慢的,难以裁剪的或导致尺寸偏差过大。可以使用精确但缓慢的芯片实验室技术来完成粒子的创建,也可以使用需要几个处理步骤的化学蚀刻技术来创建粒子。在他们的研究中,研究人员表明,可以从正在进行的液体流中以每秒高达4000个粒子的速度生成所需的粒子。

在“流动”的紫外线辐照

乍一看,它看起来像喷墨打印:液体射流从喷嘴喷出,连续的流分裂成液滴。然而,在这种情况下,研究人员用紫外线照射液体。在辐照部位,液体形成聚合物并固化。

该论文的第一作者蒋洁克说:“我们创造的材料取决于位置。如果我们在连续的情况下照射聚乙二醇二丙烯酸酯的液体射流,我们可以制造纤维。 ,我们可以制造微球,利用脉冲光,我们可以制造出长度非常确定的纤维,除此之外,我们还可以发挥化学作用,例如添加聚氨酯,可以制造出更坚固的纤维。能够以非常精确的方式控制所有这些属性。”

在高度受控的情况下,可能有各种各样的形状和尺寸。图片来源:特温特大学

Janus纤维

甚至可以创建中空纤维,即所谓的Janus纤维:就像Janus头一样,具有两个面,该过程将两种材料结合在一起。通过在同一位置照射两个不是一个液体射流,可以实现这一点。使用两种材料,可以产生对刺激有反应的活性纤维。该技术能够创建轮廓分明的微透镜,从而可以提高太阳能电池的能源效率或提高LED显示器的产量。

之前,UT研究人员提出了一种通过让两个液体喷射器接合来印刷凝胶的技术。团队负责人Claas Willem Visser表示:“我们称这种空气微流体技术为新技术,现在开发的聚合技术是该技术的新版本。该技术促成了IamFluidics公司的发展,其目标是为制药,生命科学和化妆品领域提供可持续的微粒,避免使用塑料。从长远来看,我们预计将有可能使用颗粒打印活组织,组织工程”

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