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和笨重的石膏说再见 南京大学研发高分子塑性新材料

2018年07月20日 16:20:16 来源: 新华网

    新华网南京7月20日电(陈席元、齐琦)南京大学日前研发出一种新型高分子材料,未来可以替代石膏,通过3D打印定制骨折外固定支架。相关成果近日发表在国际权威学术期刊《自然·通讯》上。

    不少骨折病人都有这样的体验,打了石膏以后固定慢、不透气、有异味。南京大学化学化工学院李承辉副教授和左景林教授团队研发的这种高分子材料则具有快速定型、轻便透气的特点。

    “这种材料和糖类似,具有良好的塑性。”论文第一作者赖建诚博士告诉记者,“它在室温下像玻璃一样硬,在50-60℃环境下则像口香糖或橡皮泥一样柔软,可以快速塑形。”

左图是一块坚硬的平板状材料,用电吹风稍微加热,就可以方便地塑形,然后安装在患者骨折部位,完成固定

    “我们设想将这种新材料与3D打印技术相结合,像捏糖人一样为病人定制骨折外固定支架,以后就可以和笨重的石膏说再见了。”李承辉说,病人在康复中期就可以自主洗澡,从事一些简单的日常活动。

    此外,研究团队在《自然·通讯》上发表的论文称,这种材料最大的突破点在于解决了机械强度与自我修复性之间的平衡问题,是一种兼具高强度和自修复性能的材料。

    作为21世纪制造业的前沿技术,3D打印也有缺点。由于3D打印是将材料以一层叠一层的形式堆积起来的,打印出来的成品在水平方向和垂直方向上存在强度差,受到冲击容易损伤。自修复材料可以很好地解决这个问题,它的自我修复特性让层与层之间融为一体,从而获得更好的结构稳定性。因此,这种新材料在变形机器人、高稳定性传感器等方面有广阔的应用前景。

    而且,3D打印机也无法打印比自身尺寸更大的物件。使用自修复材料进行3D打印,就可以将大体积的物件拆解为多个小体积物件分别打印,再通过自修复形成大体积的产品,实现结构上的一体化。

    目前,相关材料和技术已经申请了多项专利。团队成员还参加过多次专利展览和大学生创新创业项目比赛,获得了第46届日内瓦国际发明专利展银奖等荣誉。(完)

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【纠错】 [责任编辑: 王玥 ]
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