低濃度，高性能，納米壓電復(fù)合材料的3D打印突破

來源： EFL生物3D打印與生物制造

近年來，已經(jīng)開發(fā)了不同類型的3D打印技術(shù)，例如還原光聚合（VP）、選擇性激光燒結(jié)（SLS）和熔融沉積建模（FDM），這些技術(shù)又因用于材料層沉積的技術(shù)以及使用的材料類型而異。

用于VP應(yīng)用的樹脂的液體性質(zhì)允許結(jié)合功能性納米材料，導(dǎo)致3D打印的固體納米復(fù)合材料具有光吸收、機(jī)械增強(qiáng)、磁性、導(dǎo)電性和壓電等功能特性。近期，意大利博洛尼亞大學(xué)Mauro Comes Franchini/ 加迪斯大學(xué)Alberto Sanz de León/米蘭大學(xué)Paolo Milani等報(bào)道了將親脂性BTO納米顆粒（BTO-DDA） 配制成剛性和柔性樹脂用于還原光聚合，以生產(chǎn)具有低BTO含量（0.5-5 wt.%）的納米復(fù)合材料。   

本文要點(diǎn)：
（1）本文開發(fā)了一種將表面改性的鈦酸鋇納米顆粒（BTO-DDA）摻入光敏樹脂中的方法，并通過3D打印技術(shù)制備出具有壓電性能的復(fù)合材料。
（2）本文通過添加低濃度（<5 wt.%）BTO-DDA，既保持了樹脂材料的機(jī)械強(qiáng)度又賦予其壓電特性，為能量采集和傳感應(yīng)用提供了新的材料選擇。
（3）本文探討了不同BTO-DDA濃度、極化電壓和打印層厚度對復(fù)合材料壓電性能的影響，最終在3 wt.% BTO-DDA和1.2 kV極化條件下獲得了最佳的壓電響應(yīng)。

總體而言，本研究揭示了如何有效地采用基于還原光聚合的增材制造方法制備具有良好空間分辨率、多功能機(jī)械性能和良好壓電性的壓電材料，從而在可穿戴傳感器和能量收集設(shè)備的制造中找到可能的應(yīng)用。   

文章來源：https://doi.org/10.1002/adfm.202407077