光固化技术在核领域的应用：3D打印铀结构的开发

扶落生 - 7 个月前

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2024年6月23日，研究人员首次成功利用大桶光聚合技术制造出用于核应用的铀基部件。该技术利用铀酰阳离子作为光催化剂，实现了光聚合增材制造。这个创新过程不仅展示了增材制造在核材料中的应用潜力，还为核应用中复杂结构的制造提供了新的可能性。这一突破有望在未来的核能技术中发挥重要作用。

相关研究以题为“First Structured Uranium-BasedMonoliths Produced via Vat Photopolymerization for Nuclear Applications/通过大桶光聚合生产的第一个用于核应用的结构化铀基整体”的论文被发表在《Advanced Functional Materials》期刊上，论文由AliceZanini, Pedro Amador Celdran等人联合撰写。

论文链接：https://doi.org/10.1002/adfm.202406916

图1 铀基复合成分合成方案示意图。1) 硝酸铀酰与柠檬酸的络合。2) 使用铀酰-柠檬酸盐复合物、蔗糖和 PEGDA M n 575 制备可光固化的溶胶-凝胶基配方。3) 通过紫外可见光曝光对铀酰-柠檬酸盐复合物进行光活化并通过 DLP 制造。4) 在空气中在 120°C 下进行聚酯化，以形成共价交联网络，其中 U 离子被捕获。5) 在氩气气氛下在1700°C 下进行碳热还原。

图2 通过 DLP 制造铀基组件。a) 打印组件的CAD 模型和光学图像（打印时和在 1700 °C 下烧结24 小时后）：盘状开尔文单元衍生结构（上）和螺旋结构（下）。红色是由于加入了光吸收剂。b) 烧结组件的 CAD 模型（下）和 SEM 图像（上）之间的比较。在更高的放大倍数下，烧结打印支柱中的像素形状清晰可见。

图3 铀酰介导的 PEGDA M n 575 光裂解可引发光聚合过程。a) 建议的机制：1- 通过配体到金属的电荷转移对铀酰-柠檬酸盐复合物进行光活化。2- 通过铀酰自由基复合物的氢提取形成碳基自由基。3- 光聚合过程。b) 可光固化配方和硝酸铀酰水溶液的紫外可见光谱。

图4 U基印刷组件的结构表征。a) XRD 图案和 b) 氩气中 1700°C 下不同烧结时间的拉曼光谱。

图5 打印部件的化学和形态表征。a) 使用二次电子进行碳热还原后的代表性复杂部件的 SEM 图像。b) 在 1700°C 下烧结 24 小时的碳化铀/碳纳米复合材料的 SEM 和 EDX 映射图像。

在核物理和放射性药物学中，铀是一种关键元素。然而，其复杂的光化学性质使得传统的3D打印面临挑战。近期一项研究提出了一种新的合成方案，将铀酰阳离子整合到可光固化的溶胶-凝胶配方中，并结合数字光处理（DLP）技术。通过碳热还原，将打印结构转化为二碳化铀（UC2）/碳纳米复合材料。

该方法展现了增材制造在精确几何控制下制造复杂铀组件的潜力。这些结构在反应堆组件和核燃料结构中具有重要应用，充分利用了铀碳化物的高铀密度和热性能。DLP技术高分辨率的优势，使得能够生产出具有复杂细节和功能孔隙度的部件，提升了核燃料的热机械性能和气体输送能力。

这项研究为铀在增材制造中的应用开辟了新途径，展示了直接对铀基材料进行高保真图案化的可行性，为核应用提供了一种创建复杂结构的新方法。

这项创新不仅拓展了核材料的设计与功能，还为未来核能技术的发展提供了新的可能性。

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经过仅仅10天的生长，生物打印的肌肉可以收缩
洛杉矶特拉萨基研究所的研究人员开创了一种推进3D生物打印肌肉构建的新方法，为未来更有效的肌肉移植带来了希望。他们的方法包括将装载有类胰岛素生长因子（IGF）的微粒子纳入生物墨水，该墨水包含肌球细胞和基于明胶的水凝胶。通过微流控平台实现IGF装载微粒子的整合取得了令人印象深刻的成果。在3D打印后，这些肌肉构建显示出细胞生长、伸展和排列方面的显著改善。在某些情况下，这些工程肌肉甚至在孵育仅仅10天后就表现出自发性收缩。这一成就标志着朝着为有需求的患者开发完全功能的实验室培育肌肉移植的发展迈出了有希望的一步。生物打印的肌肉带来了希望。（图片来源：寺崎研究所）这项工作的重要性在于解决了骨骼肌在人类活动和日常生活中的关键作用。当受伤或患病需要移除肌肉组织时，会深刻影响患者的生活质量。传统的治疗方法涉及侵入性的程序，如从身体其他部位移植健康肌肉，可能导致并发症和不完全康复。通过利用3D生物打印和类胰岛素生长因子IGF等缓释生长因子，研究人员将肌球细胞引导向构建内的骨骼肌表型。这种方法模仿了肌肉细胞的自然行为，促进了细胞的伸展和排列。参与研究的Ali Khademhosseini表示：“IGF-1的持续释放促进了肌肉细胞的成熟和排列，这是肌肉组织修复和再生的关键步骤。” “利用这种策略进行功能性、可收缩肌肉组织的治疗性创造具有巨大潜力。” 工程肌肉能够收缩的潜力进一步突显了这项技术的前景，为更有效和侵入性较小的肌肉移植铺平了道路，为面临与肌肉相关的挑战的患者提供了改善结果和生活质量的希望。
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第一台印度制造的SLS 3D打印机首次亮相
尽管我们经常听说最主要的增材制造市场，即美国、欧洲和中国，但这并不意味着这些技术在全球其他地方没有扩展。其中一个似乎特别适合扩展的市场是印度。这最近得到了STPL3D首台“印度制造”的SLS 3D打印机的亮相所证明。正如上文所提到的，近年来印度在增材制造方面显示出增长的迹象。例如，近年来已经公开了一些建筑3D打印项目，包括一家邮局以及住宅。更不用说不断扩大的3D打印服务提供商名单，如Imaginarium、Wirpro 3D、3Ding和THINK3D等。 STPL3D推出了首台“印度制造”的SLS 3D打印机。事实上，该市场显示出了显著的增长。例如，研究公司6W Research在最近的一份报告中指出，与2021年相比，2022年印度3D打印机市场的出货量增长了94.89%。在另一项来自xResearch的研究中，预测印度的3D打印市场在2022年到2023年之间预计将以20.3%的复合年增长率增长，从2022年的1.11.0亿美元增长到2030年的7.051亿美元。现在，这台新的SLS 3D打印机继续展示了印度在这一领域的进展。第一台在印度制造的SLS 3D打印机尽管印度在这个领域显示出了显著的增长，但不可否认的是，3D打印机制造商并不多。而且那些存在的厂商往往专注于挤出或槽光聚合等技术。这是印度首次推出的SLS 3D打印机。这台3D打印机在一场发布会上正式亮相，该发布会还展示了STLP3D在FDM和SLA方面的进展。根据新闻稿，这家公司的这台打印机加强了其作为印度最大3D打印机制造商的地位。该国也因此掀起了相当多的关注，来自印度NCAM、印度电子与信息技术部、印度汽车研究协会(ARAI)和Sahajanad Technologies Pvt Ltd.的代表都参加了这一活动。这种兴奋还可以归因于该国不断增长的“印度制造”产品运动，作为促进经济增长的一种方式。就打印机本身而言，它以其更大的建模体积（500 x 500 x 500毫米）和集成的100瓦CO2激光器而引人注目。此外，它还具有内置的清洁室，用于更高效和用户友好的后处理过程，以及更流畅的工作流程。该公司将这一增加强调为其致力于“用户友好和未来准备的3D打印解决方案”的迹象。可以说，随着印度在增材制造方面的发展和持续采用，这是该国的一个令人印象深刻的发展。这台打印机具有宽敞的建模体积，为500 x 500 x 500毫米。 STPL首席执行官Rahul Gaywala总结说：“在不断变化的3D打印领域，未来属于创新和精确度。 STPL 3D致力于领导这一进程，提供不仅满足当前需求，而且为未来铺平道路的尖端解决方案，使增材制造与STPL 3D成为同义词。”
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市场上最佳的陶瓷3D打印机
在2021年底，研究公司IDTechEx发布了一份报告，估计到2032年，陶瓷增材制造市场将价值4亿美元，是2022年预测的七倍。这证明了这个利基市场不断增长，并引起了许多制造商的兴趣。而且，如果我们看一下可用的陶瓷3D打印机数量，可以看到它也在增加。请记住，陶瓷是一种可以使用多种工艺进行打印的材料：立体光刻、粉末粘合或挤出。陶瓷的种类非常多样。我们确实可以找到诸如瓷器或陶土等材料，但还有更多技术陶瓷将更受制造商欢迎（氧化铝、氧化锆、碳化钨等）。但哪些机器适用于技术陶瓷？哪些解决方案更加面向个人使用？我们列出了一些陶瓷3D打印机，按应用类型进行划分。专业陶瓷解决方案来自3DCeram的C3600 ULTIMATE 3DCeram专门从事陶瓷增材制造，特别擅长光固化技术和技术陶瓷的开发。其C3600 Ultimate 3D打印机适用于大规模批量生产和工业大型零部件制造。该打印机采用光固化技术，能够在不使用支撑结构的情况下制造物体。C3600 Ultimate的重量约为4000公斤，尺寸为2100 x 1800 x 2500毫米，提供了600 x 600 x 300毫米的打印区域，层厚可在0.025至0.125毫米之间调整。打印机内集成了四台紫外线激光器，光束直径约为60微米。图片来源：3DCeram Admatec的dmaflex 130 这款适用于工业应用的陶瓷3D打印机是由荷兰公司Admatec设计的。Admaflex 130于2018年推出，是一款采用DLP技术打印陶瓷的3D打印机。它配备了96×54×120毫米的构建板，最小层宽为0.03毫米，XY精度为0.05毫米。这款陶瓷3D打印机总重300公斤，非常适合生产需要复杂几何形状和精细表面的功能性和美观零件。该荷兰公司自豪地宣称其打印机的生产能力，例如每小时打印300层材料等数据。图片来源：Admatec Desktop Metal的X1 160PRO X1 160PRO是一台工业级机器，最初属于ExOne，自2021年ExOne被Desktop Metal收购后，现在归属于Desktop Metal品牌。该打印机的构建体积为800 x 500 x 400毫米，采用粘结剂喷射技术，因此它是全球最大的粘结剂喷射式3D打印机，可用于生产金属、陶瓷或复合材料零件，根据Desktop Metal的说法。作为X系列中最大的一款，它可能以其金属3D打印的功能而闻名，但在陶瓷方面同样表现出色，可以制造高密度和重复性的零件。除了其宽敞的构建体积外，它还可以以30到200微米的层厚，在每小时高达10,000立方厘米的速度下进行打印。图片来源：Desktop Metal Lithoz的CeraMax Vario V900 CeraMax Vario 900 3D 打印机来自 Lithoz，是第一款能够从氧化和非氧化陶瓷材料中生产大型、壁厚厚实的零部件的打印机。它还能够以全密度处理碳化硅等深色陶瓷材料。该打印机基于 Lithoz 的新型 LIS 技术，可以使用含有极低有机粘结剂的工业水基悬浮液进行增材制造。CeraMax Vario 900 还具有存储和管理所有过程数据的功能，确保打印作业的无缝文档记录。通过实时远程视频传输，可以监控打印过程。在下面的视频中了解更多信息。来自 Lynxter 的 S600D 陶瓷 3D 打印机 ynxter是一家法国制造商，生产专业机器，兼容多种材料，包括陶瓷。在其解决方案中，有一款名为S600D的3D打印机，可以快速轻松地更换工具头，因此可以扩大使用范围。例如，PAS11适用于陶瓷，更具体地说是陶瓷浆料。S600D提供了一个打印体积，直径390毫米x 600毫米，兼容氧化铝、陶瓷、瓷器、氧化锆和角闪石。工具头配备了微量泵，以确保糊状材料的定量，并保证打印质量。Lynxter还提供了自己的陶瓷，装在55毫升的注射器中。左边是S600D 3D打印机，右边是PAS11工具头（图片来源：Lynxter） Pollen的Pam o2 MC Pollen公司的PAM MC系列能够提供多功能的陶瓷3D打印机，可以处理各种工业材料，用于制造功能性零件。这些3D打印机使用挤出和颗粒。具体来说，Pam o2 MC打印机尺寸为834 x 834 x 925毫米，打印速度为160毫米/秒，打印体积为300 x 300毫米。该机是通过功率电子学和加固的轻型结构的发展而成，以确保易于使用，同时提供高速打印质量和专业结果。图片来源：Pollen AM Prodways的ProMaker LF10 ProMaker LF10是由法国制造商Prodways设计的工业3D打印机。它可以加工高粘度材料，非常适合生产陶瓷零件。该机采用Prodway的DLP MOVINGLight®技术，确保高精度和快速生产：具有高达30µ的分辨率和150mW/cm²的功率输出，即使处理最苛刻的陶瓷材料也可以胜任。相对较大的打印区域尺寸为300 x 445 x 200毫米。此外，365nm的波长确保充分控制固化过程，减小了光散射效应的风险，从而实现了精细的细节和高质量的零件。图片来源：Prodways VX1000的Voxeljet VX1000是由德国制造商Voxeljet开发的，以其工业级机器而闻名。该机器使用Binder Jetting技术以陶瓷材料，砂和一些聚合物（如聚甲基丙烯酸酯）制造。 VX1000是一台专业用于模具和小批量生产的工业打印机，也可用于研究，因为它可以制造多种材料。它的打印体积为1000×600×500毫米，可以达到80-300微米的层厚。图片来源：Voxeljet XJet的Carmel 1400C陶瓷3D打印机下一个位于我们陶瓷3D打印机列表中的机器有些不同。这款来自XJet的系统使用了该公司专利的纳米颗粒喷射（NPJ）技术，这是一种材料喷射技术。它的工作原理是将纳米颗粒（可以是陶瓷或金属）的墨水直接喷射到构建平台上，同时使用可溶性支撑材料（可以安全地用水冲洗掉）。这使得可以制造具有高度复杂几何形状的高质量最终零件，几乎没有环境废物。Carmel 1400C是该公司的陶瓷解决方案，具有500 x 140毫米（19.7 x 5.5英寸）的建造体积，7-10微米的层厚，以及每小时高达0.7毫米的建造速度。它与锆石和氧化铝等技术陶瓷兼容，即使在打印后也能保持其强度和密度，用于制造坚固和精确的最终零件。查看XJet Carmel 1400C陶瓷3D打印机内部（图片来源：XJet）桌面陶瓷3D打印机 3D Potter公司的3D PotterBot Micro 10 3D Potter是一家美国制造商，专注于使用材料沉积技术打印陶瓷材料。据制造商称，他们的陶瓷3D打印机系列是市场上唯一允许使用真正黏土进行制造的产品。Micro 10是一款入门级的陶瓷3D打印机，非常适合课堂教学或对陶瓷3D打印技术感兴趣的艺术家。Micro 10配备了一个容量为1,000毫升的挤出器，具有高达1英尺的打印空间。尽管是该公司最小的陶瓷打印机，但它能够以较高的速度进行打印，其紧凑的设计非常适合放置在任何空间。图片来源：3D Potter Eazao的Matrix M700 Eazao 是一家中国的 3D 打印机制造商。他们生产了一系列陶瓷 3D 打印机，名为 Matrix，可以用于创建各种陶瓷结构，如原创花瓶、装饰性墙板和雕塑等。Matrix 系列包括三个型号：M500、M600 和 M700。它们在尺寸上有所不同，Matrix M700 是其中最大的，尺寸为 900 x 1200 x 1100 毫米。其最大打印体积为 500 x 500 x 700 毫米，层分辨率在 0.4 到 1 毫米之间。喷嘴直径为 1.5 毫米。此外，Matrix M700 能够以最低 10 到 40 毫米/秒的速度打印多种材料，如瓷和陶土。它采用了直接喷墨（DIW）技术。该打印机还可以连接到彩色触摸屏，并配备了 USB 和 SD 卡的连接接口。Matrix 系列兼容 Linux、Windows 和 Mac 操作系统，支持 Cura 切片软件、SLic3r、Simplify3D 等，以及 STL、OBJ 和其他输入格式。 Tethon 3D的The Bison 1000 Ceramic 3D Printer Tethon 3D的DLP Bison 1000打印机以精度、可靠性和质量闻名，特别适用于太空和国防应用。在这些领域使用该打印机进行教育目的的机构甚至可以享受价格优惠，尽管在Tethon的官方网站上，该打印机的价格为19,950美元。Bison 1000具有开放式材料系统，因此与来自不同制造商的广泛材料兼容。这使用户可以尝试不同的陶瓷材料并调整自己的设置。打印板尺寸为110 x 60 x 138毫米，层厚可在25、50和100微米之间选择。相机和应用程序还可以实现对打印机的远程控制和打印过程的监控。还包括特定的Tethonware软件。图片来源：Tethon 3D Vorm Vrij的The LUTUM Series LUTUM系列陶瓷3D打印机是由荷兰制造商VormVrij提供的。这些台式机器设计耐用且易于维护。该系列的最新型号是LUTUM 4 M和5 M，尽管还提供其他型号。LUTUM 5 M的前身是LUTUM 5，这是一款3D打印机，配有32位操作系统、7英寸触摸屏、wifi连接和32 GB内存。它配备了两个挤出机，可以依次使用不同的陶瓷类型和颜色，或者并行使用以增加产量和打印速度。此外，不锈钢V10挤出机可以在长时间运行期间连续打印，因此您可以加载文件并让打印机连续运行数小时。LUTUM 5是该品牌最大的机器之一，其打印体积略小于LUTUM 4.6（95升与100升）。 LUTUM 5（左）和LUTUM 4（右）是VormVrij的LUTUM系列的一部分（图片来源VormVrij）。 WASP的Delta WASP 40100 Clay 意大利著名制造商WASP的解决方案之一是Delta WASP 40100 Clay，这是一款桌面尺寸的陶瓷3D打印机，具有特殊功能。打印是直接在所需的表面上进行的，例如地板。因此，基本上没有打印平台。这具有绕过必要的等待干燥时间的优势。还提供了一个XL挤出机，使打印机能够在较短的时间内创建更大的打印品。它兼容各种材料，如瓷器、石材、耐火材料和陶土。该打印机还可以搭配专业的陶土套件，包括陶土挤出机和LDM WASP挤出机3.0。这适用于所有密封性良好的陶瓷材料。图片来源：WASP StoneFlower的StoneFlower 3.0 StoneFlower由研究人员、科学家和工程师组成，正在开发能够处理陶瓷的3D打印机。该公司的解决方案之一是StoneFlower 3.0。这款基于挤出技术的3D打印机具有50 x 50 x 50厘米的打印体积，采用全金属底座以提供稳定性和速度。此外，该3D打印机配备了触摸屏以提供便利的使用体验，并提供随时暂停和恢复打印过程的选项。重量为35公斤，打印速度在30到100毫米/秒之间变化。StoneFlower 3.0兼容市场上可用的绝大多数切片软件，据该公司称，非常适合轻松设计陶瓷零件。
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光固化技术在核领域的应用：3D打印铀结构的开发
2024年6月23日，研究人员首次成功利用大桶光聚合技术制造出用于核应用的铀基部件。该技术利用铀酰阳离子作为光催化剂，实现了光聚合增材制造。这个创新过程不仅展示了增材制造在核材料中的应用潜力，还为核应用中复杂结构的制造提供了新的可能性。这一突破有望在未来的核能技术中发挥重要作用。相关研究以题为“First Structured Uranium-BasedMonoliths Produced via Vat Photopolymerization for Nuclear Applications/通过大桶光聚合生产的第一个用于核应用的结构化铀基整体”的论文被发表在《Advanced Functional Materials》期刊上，论文由AliceZanini, Pedro Amador Celdran等人联合撰写。论文链接：https://doi.org/10.1002/adfm.202406916 图1 铀基复合成分合成方案示意图。1) 硝酸铀酰与柠檬酸的络合。2) 使用铀酰-柠檬酸盐复合物、蔗糖和 PEGDA M n 575 制备可光固化的溶胶-凝胶基配方。3) 通过紫外可见光曝光对铀酰-柠檬酸盐复合物进行光活化并通过 DLP 制造。4) 在空气中在 120°C 下进行聚酯化，以形成共价交联网络，其中 U 离子被捕获。5) 在氩气气氛下在1700°C 下进行碳热还原。图2 通过 DLP 制造铀基组件。a) 打印组件的CAD 模型和光学图像（打印时和在 1700 °C 下烧结24 小时后）：盘状开尔文单元衍生结构（上）和螺旋结构（下）。红色是由于加入了光吸收剂。b) 烧结组件的 CAD 模型（下）和 SEM 图像（上）之间的比较。在更高的放大倍数下，烧结打印支柱中的像素形状清晰可见。图3 铀酰介导的 PEGDA M n 575 光裂解可引发光聚合过程。a) 建议的机制：1- 通过配体到金属的电荷转移对铀酰-柠檬酸盐复合物进行光活化。2- 通过铀酰自由基复合物的氢提取形成碳基自由基。3- 光聚合过程。b) 可光固化配方和硝酸铀酰水溶液的紫外可见光谱。图4 U基印刷组件的结构表征。a) XRD 图案和 b) 氩气中 1700°C 下不同烧结时间的拉曼光谱。图5 打印部件的化学和形态表征。a) 使用二次电子进行碳热还原后的代表性复杂部件的 SEM 图像。b) 在 1700°C 下烧结 24 小时的碳化铀/碳纳米复合材料的 SEM 和 EDX 映射图像。在核物理和放射性药物学中，铀是一种关键元素。然而，其复杂的光化学性质使得传统的3D打印面临挑战。近期一项研究提出了一种新的合成方案，将铀酰阳离子整合到可光固化的溶胶-凝胶配方中，并结合数字光处理（DLP）技术。通过碳热还原，将打印结构转化为二碳化铀（UC2）/碳纳米复合材料。该方法展现了增材制造在精确几何控制下制造复杂铀组件的潜力。这些结构在反应堆组件和核燃料结构中具有重要应用，充分利用了铀碳化物的高铀密度和热性能。DLP技术高分辨率的优势，使得能够生产出具有复杂细节和功能孔隙度的部件，提升了核燃料的热机械性能和气体输送能力。这项研究为铀在增材制造中的应用开辟了新途径，展示了直接对铀基材料进行高保真图案化的可行性，为核应用提供了一种创建复杂结构的新方法。这项创新不仅拓展了核材料的设计与功能，还为未来核能技术的发展提供了新的可能性。
行业新闻7 个月前
一只能够3D打印羊毛的机械臂
如果你能够3D打印羊毛会怎样？与3D技术兼容的材料范围不断令人惊讶，从咖啡到啤酒，应有尽有！现在，在一位荷兰设计师Christien Meindertsma领导的项目中，制作了一只定制的机械臂，能够逐层沉积羊毛并形成各种物体，无需添加水或任何其他材料。这个名为FLOCKS Wobot的机器人为那些因过于细而无法在纺织工业中使用并因此被丢弃的羊毛提供了第二次利用的机会。这位设计师的项目是为了促进循环经济。她的网站称荷兰每年要扔掉150万公斤的羊毛（约合330万磅）。与此同时，仅在2022年，美国就扔掉了1190万磅的羊毛，所以想象一下如果所有这些都成为废物会带来的生态后果。她的解决方案旨在解决这个问题。 3D打印羊毛具有许多优势此外，与其他材料（如聚苯乙烯）相比，羊毛具有许多优势：它可回收和生物降解，坚固且坚实，具有出色的绝缘性能，并且对水透性好。它还具有抗火性（高达560°C）。因此，当与3D打印结合使用时，羊毛可能是一个不错的选择材料。这位荷兰设计师与TFT合作开发了这台定制的机械臂。它连接到一个协作机器人，配备了传感器，可以与操作员安全地协同工作。这个解决方案能够像3D打印机和其填充物一样沉积连续的羊毛层。设计师解释说，它与任何类型的羊毛都兼容，尽管使用原始羊毛的测试结果更加令人信服，因为它更加可持续。她补充说：“这是一种可以与任何欧洲羊毛一起使用的技术。羊毛不必特别细，甚至不必加工，只需要洗涤。” 但是羊毛3D打印可以用于什么？它可以在许多领域找到用武之地，特别是在声学和隔热产品的设计领域，但也可以在设计和家居领域使用。鉴于上述羊毛的性质，不同领域的应用可能会非常有趣。与此同时，Christien Meindertsma将在荷兰Roermond的Cuypershuis展出Wobot，展览将持续到2024年3月，然后在伦敦的V&A展出，展览将持续到明年10月。使用羊毛制作的3D打印结构示例
行业新闻去年
3D打印的汗液监测器跟踪健康指标
华盛顿州立大学的研究人员开发了一种 3D 打印可穿戴健康监测仪，可测量运动期间汗液中的关键生化物质。该设备通过监测血糖、乳酸和尿酸水平，以非侵入方式跟踪糖尿病、痛风、肾病和心脏病等健康状况。该研究发表在《ACS Sensors》上，表明该设备可以准确测量志愿者的生物标志物和出汗率。 3D 打印汗液监测器。（图片来源：华盛顿州立大学） “糖尿病是全球面临的一个主要问题，”该研究的第一作者 Chuchu Chen 说道，她强调了 3D 打印在医疗保健领域的潜力。一步式 3D 打印工艺使用单原子催化剂和酶促反应来增强对这些低水平生物标记物的信号检测。与血液不同，汗液是一种非侵入性的健康监测方法。汗液中的尿酸水平可预示痛风、肾病和心脏病的风险，而葡萄糖和乳酸水平可监测糖尿病和运动强度。目前的汗液传感器非常复杂，需要专门的设备。新设备采用微小的微流体通道，避免了其他方法常见的污染问题。该原型在志愿者身上进行了测试，结果显示测量结果准确可靠。研究人员的目标是改进设计，添加更多生物标记，并在临时专利的支持下实现该技术的商业化。该项目由美国国家科学基金会和疾病预防控制中心资助，华盛顿州立大学商业化办公室正在推动该技术的保护和潜在的市场进入。来源：news.wsu.edu
行业新闻7 个月前