可生物降解的气凝胶：来自 3D 打印机的气状纤维素

乍一看，可生物降解材料、3D 打印墨水和气凝胶似乎没有太多共同点。这三者未来都有巨大的潜力;然而，“绿色”材料不会污染环境，3D打印可以制造复杂的结构而不产生浪费，超轻气凝胶是极好的隔热体。

Empa 研究人员现已成功地将所有这些优点结合在一种材料中。他们的基于纤维素的可 3D 打印气凝胶的用途甚至更多。该研究发表在《先进科学》杂志上。

该材料是在 Empa 建筑能源材料和组件实验室的 Deeptanshu Svaraman、Wim Malfait 和 Shanyu Zhu 的领导下，与纤维素和木材材料和先进分析技术实验室以及 X 射线分析中心合作创建的。

2020 年，Zhao 和 Malfait 与其他研究人员一起开发了一种打印二氧化硅气凝胶的工艺。这不是一项简单的任务：二氧化硅气凝胶是泡沫状材料，具有高度开孔且脆性。在 Empa 开发之前，将它们塑造成复杂的形式几乎是不可能的。 “下一步是将我们的打印技术应用到机械性能更坚固的生物基气凝胶上，这是合乎逻辑的，”赵说。

研究人员选择了地球上最常见的生物聚合物作为起始材料：纤维素。使用简单的加工步骤可以从这种植物材料中获得各种纳米颗粒。博士生西瓦拉曼使用两种类型的纳米颗粒——纤维素纳米晶体和纤维素纳米纤维——来生产用于打印生物气凝胶的“墨水”。

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