研究人员使用盐3D打印可降解聚合物

德克萨斯A&M大学材料科学与工程系和化学系副教授EmilyPentzer博士正在通过一种允许聚合物随时间自然降解的工艺，使3D打印聚合物更加环保。Pentzer的研究是一项协作努力，其中包括来自德克萨斯A&M工程学院、德克萨斯A&M工程实验站、德克萨斯A&M化学系和克什米尔大学的研究人员。

该研究发表在《AngewandteChemie》杂志上。

“我们的目标是创造可持续的可降解聚合物结构，”彭策说。“我们通过利用化学提供的微观结构和3D打印提供的宏观结构来做到这一点。”

大多数商业合成聚合物由在正常条件下不会分解的大分子组成。当留在环境中时，聚苯乙烯泡沫塑料杯或塑料容器等制成品会分解成肉眼看不到的小块，但长聚合物分子会永远存在。

“这不仅仅是塑料瓶被踢到路上，”彭策说。“这些材料分解成留在环境中的微塑料。我们并不完全了解微塑料的影响，但它们已被证明会携带疾病、重金属和粪便细菌。”

为了制造可降解聚合物，Pentzer与德克萨斯A&M化学系杰出教授DonDarensbourg博士合作，使用二氧化碳和食盐来制造用于3D打印过程的墨水。打印后，用水清洗结构以溶解盐并固化结构。虽然结构的外部看起来仍然很光滑，但该过程会产生数千个小孔，使化合物能够以更快的速度降解。

“在适当的条件下，我们创造的聚合物实际上会迅速降解，”彭策说。“理想情况下，它们会分解成无毒的小分子。这些小分子不能携带重金属或细菌等物质。”

随着研究的进展，Pentzer希望利用这一过程来制造包装材料，这样盒子和胶带等物品就可以快速降解，而不是在未来几年内被埋在垃圾填埋场。她还看到了3D打印聚合物在生物医学领域的光明前景。

“这些材料可用于各种生物医学应用，”Pentzer说。“像植入物支架这样的东西会随着时间的推移而降解，这样你的身体就可以愈合，但你不会永远拥有那块塑料。”

通过她的跨学科研究，Pentzer正在寻求解决一个可能对环境、人类健康、生物医学和人类生存的几乎所有方面产生影响的世界性问题。

“这有点像将科学与工程结合起来，”彭策尔说。“共同努力，我们可以创造协同效应并取得更多成就。”

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