Diese Studie wurde unterstützt durch GreenPAC Polymer-Antrags-Zentrum im Rahmen des Projekts 140413: "3D Druck in der Produktion". Wir würden gerne Albert Hartman, Corinne van Noordenne anerkennen, Rens van Leeuwen, Anniek Bruins, Femke Tamminga, Jur van Dijken und Albert Woortman zur Erleichterung der video-Aufnahmen.

Achtung: Bitte konsultieren Sie alle relevanten Sicherheitsdatenblätter (SDB) vor dem Gebrauch.
1. Vorbereitung des lichthärtenden Harz
Hinweis: Verwenden Sie persönlichen Schutzausrüstung (Schutzbrille, Handschuhe, Kittel) während der folgenden Prozedur. In diesem Abschnitt entnehmen Sie unserer bisherigen Arbeit12 Näheres.
<ol><li>Gießen Sie 50 g 1,10-Decanediol Diacrylate (SA5201) in einen 500-mL-Erlenmeyerkolben.</li>
	<li>Fügen Sie 1,0 g diphenyl(2,4,6-trimethylbenzoyl) phosphin-Oxid (TPO) und 0,40 g 2,5 -BIZ(5 -Tert-Butyl-Benzoxazol-2-Yl) Thiophen (BBOT) in den Kolben.</li>
	<li>Ausrüsten des Kolbens mit einem mechanischen Rührwerk und rühren Sie die Mischung bei 200 u/min für 5 min bei Raumtemperatur um TPO und BBOT in das Acrylat-Monomer aufzulösen.</li>
	<li>Geben Sie 100 g Pentaerythritol-Tetraacrylate und 100 g multifunktionale Epoxy-Acrylat (siehe Tabelle der Materialien), die Mischung.</li>
	<li>Rühren Sie die Mischung bei 200 u/min für 30 min bei 50 ° C zu eine homogenere Harz zu gewährleisten.</li>
	<li>Die mechanische Rührer entfernen und einsetzen des Kolbens mit einem stopfen. Der Kolben ist verpackt in Alufolie um den biobasierten Acrylat Photopolymer Harz (BAPR) vor Licht zu schützen. Hinweis: Das Protokoll kann hier angehalten werden.</li>
	<li>Decken Sie die Bodenplatte ein Rheometer mit Parallel-Plattengeometrie mit der Photoresin.</li>
	<li>Abstand zwischen den Platten bei 1 mm einstellen und dem Rheometer mit UV beständig Kapuze zu decken.</li>
	<li>Messen Sie die Harz-Viskosität bei Raumtemperatur bei Scherraten von 0,1 bis 100 s-1; z. B.0,100, 0.126, 0.158, 0.200, 0,251, 0.316, 0.398, 0.501, 0.631, 0.794, 1,00, 1.26, 1,58, 2.00, 2,51, 3.16, 3,98, 5.01, 6.31, 7.94, 10.0, 12,6, 15,8, 20,0, 25.1, 31,6, 39,8, 50,1, 63,1, 79,4, und 100 s-1.</li>
</ol>(2) Köraform 3D-Druck mit biobasierten Acrylaten
Hinweis: Siehe unsere bisherige Arbeit12 für weitere Details auf diesem Abschnitt.
<ol><li>Schalten Sie die SLA-3D-Drucker und wählen Sie öffnen Modus.</li>
	<li>Starten Sie die Modell-Vorbereitung-Software auf einem Computer. Wählen Sie die gewünschten Druckeinstellungen: Material (klar), Version (V4) und Schichtdicke (50 µm).</li>
	<li>Öffnen Sie das digitale Modell des Prototyps komplex geformten, eine standard tesselation-Sprachdatei (STL) (siehe Zusätzliche Codierung Datei) und wählen Sie die Position und Ausrichtung auf der Bauplattform.  Laden Sie den Druckauftrag aus der Modell-Software zur Vorbereitung auf die SLA-3D-Drucker. Hinweis: Abhängig von der Architektur des Produkts eine Unterstützungsstruktur im 3D-Modell, das Konstrukt während der Fertigung zu stabilisieren sind integrierbar. Im Falle der komplex geformten Prototyp demonstriert hier ist eine Unterkonstruktion nicht erforderlich, wenn senkrecht zur Build gedruckt.</li>
	<li>Gießen Sie 200 mL von biobasierten Photoresin in einem Harz-Tank. Öffnen Sie den 3D Drucker und montieren Sie die Harz-Tank ordnungsgemäß zu.</li>
	<li>Montieren Sie der Bauplattform und schließen Sie den 3D Drucker.</li>
	<li>Starten Sie den Druckauftrag.</li>
	<li>Lassen Sie den 3D Drucker komplex geformte Prototypen herzustellen.  Öffnen Sie den Drucker nicht, bis der Druckauftrag abgeschlossen ist. Hinweis: Vor dem Drucken, stellen Sie sicher, dass der 3D-Drucker abgeglichen wird. Für die nachgewiesene Protokoll ist die Wellenlänge der UV-Laser 405 nm. Die Druckzeit des Objekts beträgt 2,5 h.</li>
</ol>3. Nachbehandlung von 3D Objekten gedruckt
Hinweis: Verwenden Sie persönlichen Schutzausrüstung (Schutzbrille, Handschuhe) während der folgenden Prozedur.
<ol><li>Wenn der Druckauftrag abgeschlossen ist, öffnen Sie den Drucker. Entfernen Sie die Bauplattform mit der produzierten Teile befestigt, und schließen Sie den Drucker.</li>
	<li>Öffnen Sie die Waschstation, gefüllt mit Isopropyl-Alkohol, und fügen Sie der Bauplattform. Starten Sie das Verfahren und die Spülung für 20 min, kein umgesetztes Harz zu entfernen.</li>
	<li>Wenn die Spülung Verfahren abgeschlossen ist, entfernen Sie die Bauplattform aus der Waschanlage und lösen Sie die Prototypen aus der Bauplattform.</li>
	<li>Lassen Sie die Prototypen in die Luft für 30 min trocknen. In der Zwischenzeit Backofen Sie den UV bei 60 ° C. Hinweis: Vorheizen dauert mindestens 15 Minuten. Die UV-Wellenlänge des Ofens beträgt 405 nm, identisch mit der Wellenlänge des Lasers SLA.</li>
	<li>Öffnen Sie den UV-Backofen und schnell die Prototypen auf die sich drehende Plattform. Schließen Sie die UV-Ofen und Heilung für 60 min bei 60 ° C, um die vollständige Umwandlung zu gewährleisten.</li>
	<li>Wenn die Post-heilende Verfahren abgeschlossen ist, öffnen Sie den UV-Backofen und nehmen Sie die Prototypen.</li>
</ol>4. Charakterisierung der Oberflächenmorphologie von komplex geformten Prototypen
Hinweis: Siehe unsere bisherige Arbeit12 für weitere Details auf diesem Abschnitt.
<ol><li>Schneiden Sie ca. 1 cm interne Helix vom komplex geformte Prototyp mit einer Rasierklinge.</li>
	<li>Der Probenhalter mit Doppel doppelseitigen Kohlenstoff leitfähige Band Probe zuordnen.</li>
	<li>Vor der Bildgebung, Mantel die Probe mit 30 nm Pt/Pd (80: 20) auf eine Sputteranlage.</li>
	<li>Legen Sie die Probe in ein Raster-Elektronenmikroskop mit einer Beschleunigungsspannung von 5 kV. Erwerben Sie mehrere Bilder der Probe bei 30 X und 120 X Vergrößerung.</li>
</ol>

<ol>
	<li>Van Wijk, A., van Wijk, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> 3D Printing with Biomaterials: Towards a Sustainable and Circular Economy. , (2015).</li><li>Gross, B. C., Erkal, J. L., Lockwood, S. Y., Chen, C., Spence, D. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaluation+of+3D+Printing+and+Its+Potential+Impact+on+Biotechnology+and+the+Chemical+Sciences.">Evaluation of 3D Printing and Its Potential Impact on Biotechnology and the Chemical Sciences.</a> Analytical Chemistry. 86, 3240-3253 (2014).</li><li>Chia, H. N., Wu, B. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recent+advances+in+3D+printing+of+biomaterials.">Recent advances in 3D printing of biomaterials.</a> Journal of Biological Engineering. 9, 4 (2015).</li><li>Mechels, F. P. W., Feijen, J., Grijpma, D. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+review+on+stereolithography+and+its+applications+in+biomedical+engineering.">A review on stereolithography and its applications in biomedical engineering.</a> Biomaterials. 31, 6121-6130 (2010).</li><li>Skoog, S. A., Goering, P. L., Narayan, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stereolithography+in+tissue+engineering.">Stereolithography in tissue engineering.</a> Journal of Materials Science: Materials in Medicine. 25, 845-856 (2014).</li><li>Bhatia, S. K., Ramadurai, K. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> 3D Printing and Bio-Based Materials in Global Health. , (2017).</li><li>Oskui, S. M., Diamante, G., Liao, C., Shi, W., Gan, J., Schlenk, D., Grover, W. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Assessing+and+Reducing+the+Toxicity+of+3D-Printed+Parts.">Assessing and Reducing the Toxicity of 3D-Printed Parts.</a> Environmental Science &amp; Technology Letters. 3, 1-6 (2016).</li><li>Gong, H., Beauchamp, M., Perry, S., Woolley, A. T., Nordin, G. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+approach+to+resin+formulation+for+3D+printed+microfluidics.">Optical approach to resin formulation for 3D printed microfluidics.</a> RSC Advances. 5, 106621-106632 (2015).</li><li>Zarek, M., Layani, M., Cooperstein, I., Sachyani, E., Cohn, D., Magdassi, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=3D+printing+of+shape+memory+polymers+for+flexible+electronic+devices.">3D printing of shape memory polymers for flexible electronic devices.</a> Advanced Materials. 28, 4449-4454 (2016).</li><li>Ligon-Auer, S. C., Schwentenwein, M., Gorsche, C., Stampfl, J., Liska, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Toughening+of+photo-curable+polymer+networks:+A+review.">Toughening of photo-curable polymer networks: A review.</a> Polymer Chemistry. 7, 257-286 (2016).</li><li>Miao, S., Zhu, W., Castro, N. J., Nowicki, M., Zhou, X., Cui, H., Fisher, J. P., Zhang, L. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=4D+printing+smart+biomedical+scaffolds+with+novel+soybean+oil+epoxidized+acrylate.">4D printing smart biomedical scaffolds with novel soybean oil epoxidized acrylate.</a> Scientific Reports. 6, 27226 (2016).</li><li>Voet, V. S. D., Strating, T., Schnelting, G. H. M., Dijkstra, P., Tietema, M., Xu, J., Woortman, A. J. J., Loos, K., Jager, J., Folkersma, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biobased+acrylate+photocurable+resin+formulation+for+stereolithographic+3D+printing.">Biobased acrylate photocurable resin formulation for stereolithographic 3D printing.</a> ACS Omega. 3, 1403-1408 (2018).</li><li>Ligon-Auer, S. C., Liska, R., Stampfl, J., Gurr, M., M&#252;lhaupt, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Polymers+for+3D+Printing+and+Customized+Additive+Manufacturing.">Polymers for 3D Printing and Customized Additive Manufacturing.</a> Chemical Reviews. 117, 10212-10290 (2017).</li><li>Weng, Z., Zhou, Y., Lin, W., Senthil, T., Wu, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Structure-property+relationship+of+nano+enhanced+stereolithography+resin+for+desktop+SLA+3D+printer.">Structure-property relationship of nano enhanced stereolithography resin for desktop SLA 3D printer.</a> Composites: Part A. 88, 234-242 (2016).</li><li>Scalera, F., Esposito Corcione, C., Montagna, F., Sannino, A., Maffezzoli, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+and+characterization+of+UV+curable+epoxy/hydroxyapatite+suspensions+for+stereolithography+applied+to+bone+tissue+engineering.">Development and characterization of UV curable epoxy/hydroxyapatite suspensions for stereolithography applied to bone tissue engineering.</a> Ceramics International. 40, 15455-15462 (2014).</li><li>Lee, H., Fang, N. X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Micro+3D+Printing+using+a+digital+projector+and+its+application+in+the+study+of+soft+materials+mechanics.">Micro 3D Printing using a digital projector and its application in the study of soft materials mechanics.</a> Journal of Visualized Experiments. (69), e4457 (2012).</li><li>Huemer, K., Squirrell, J. M., Swader, R., Pelkey, K., LeBert, D. C., Huttenlocher, A., Eliceiri, K. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Long-term+live+imaging+device+for+improved+experimental+manipulation+of+zebrafish+larvae.">Long-term live imaging device for improved experimental manipulation of zebrafish larvae.</a> Journal of Visualized Experiments. (128), e56340 (2017).</li><li>Decker, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Light-induced+crosslinking+polymerization.">Light-induced crosslinking polymerization.</a> Polymer International. 51, 1141-1150 (2002).</li><li>Elliot, J. E., Bowman, C. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Predicting+network+formation+of+free+radical+polymerization+of+multifunctional+monomers.">Predicting network formation of free radical polymerization of multifunctional monomers.</a> Polymer Reaction Engineering. 10, 1-19 (2002).</li><li>Ellakwa, A., Cho, N., Lee, I. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effect+of+resin+matrix+composition+on+the+polymerization+shrinkage+and+rheological+properties+of+experimental+dental+composites.">The effect of resin matrix composition on the polymerization shrinkage and rheological properties of experimental dental composites.</a> Dental Materials. 23, 1229-1235 (2007).</li><li>Charton, C., Falk, V., Marchal, P., Pla, F., Colon, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Influence+of+Tg,+viscosity+and+chemical+structure+of+monomers+on+shrinkage+stress+in+light-cured+dimethacrylate-based+dental+resins.">Influence of Tg, viscosity and chemical structure of monomers on shrinkage stress in light-cured dimethacrylate-based dental resins.</a> Dental Materials. 23, 1447-1459 (2007).</li></ol>

Die Autoren haben nichts preisgeben.

Additiver Fertigung wird bei der Herstellung von maßgeschneiderten Prototypen und Kleinserien, angewendet, wenn die höheren Produktionskosten pro Teil mit herkömmlichen Verfahren konkurrieren können, da gibt es keine Notwendigkeit für die Herstellung von Formen und Werkzeugen. In den letzten zehn Jahren haben die Einnahmen aus Dienstleistungen und Produkte rund um die additive Fertigung13exponentiell gewachsen. Der größte Teil der materiellen Umsatz ist von Photopolymeren. Das Wachstum für Aufsehen und initiiert die Investitionen der wichtigen Branchen, z. B. Luft-und Raumfahrt, automotive, Medizintechnik. Bereich des 3D Druckens wird daher voraussichtlich in den kommenden Jahren weiter auszubauen.
Wir haben eine effiziente Methode für die genaue und on-Demand Herstellung nachhaltiger Produkte mit erneuerbaren Photopolymer Harzen auf einen 3D-Drucker köraform bewiesen. Die Verwendung von kostengünstigen biobasierten Acrylate als Hauptbestandteil macht diese Harze potenziell kostengünstige in Bezug auf ihre kommerziellen Gegenstücke. Darüber hinaus wurden die Bioresin Formulierungen in eine standardisierte SLA 3D Druckverfahren, dabei die gleichen Verfahren und Einstellungen für kommerzielle Harze angewendet erfolgreich eingesetzt. Die Viskosität des Harzes Acrylat ist ein wesentlicher Parameter in das 3D-Druckverfahren und wird gesteuert durch das Monomer Oligomer-Verhältnis. In der Regel wird eine scherrate von 100 s-1 während der dichtungsspülleitungen Flüssigharz in der Druckerei Prozess14,15erreicht. In dieser Region alle Bioresins haben eine Viskosität unter 5 Pa·s (Abbildung 1) und eignen sich für den Einsatz in köraform Druckmaschinen.
Lithographie-basierte additiver Fertigung ist anerkannt für seine exzellente Oberflächenqualität und Präzision im Vergleich zu FDM und selektives Laser Sintern (SLS)16,17. Dies wird deutlich durch die fotografischen und mikroskopische Bilder repräsentieren die komplex geformten Prototypen (Abbildung 4). Im Gegenteil, beschränken sich die mechanischen Eigenschaften der hergestellten Teile aufgrund der begrenzten Auswahl an Materialien, geeignet für die SLA-Prozess18,19. Acrylat-Systeme zeigen im allgemeinen Sprödigkeit und schlechte Schlagfestigkeit aufgrund hoher Crosslink Dichte und inhomogenen Netzwerkarchitektur. Infolgedessen die Materialien 3D-Druck aus erneuerbaren Acrylat-Harze haben eine Zugfestigkeit von 2 bis 8 MPa (Abbildung 2), das ist niedriger im Vergleich zu kommerziellen Produkten12. Dennoch führt Optimierung der Nachbehandlung durch Variation der Dauer der waschen, Trocknen, kurieren und Temperatur zu heilen, zu einer signifikanten Verbesserung in mechanische Leistung (Abbildung 3).
Mikroskopische Analyse zeigt die hohe Funktion Auflösung und hervorragende Oberflächenbearbeitung der produzierten Prototypen unter hoher Vergrößerung (Abbildung 4). Die gezackten vertikalen Kanten der Helices ergeben sich aus der Schicht für Schicht SLA Druckverfahren, bei denen oben auf einem exponierten Schicht eine höhere UV-Dosis im Vergleich zu der Rückseite eines Layer-8 erhält. Die Risse auf der Oberfläche der gefertigten Prototypen beobachtet können resultieren aus schwinden Kräfte in der UV-Härtung Prozess entwickelt. Schrumpfung in Acrylat-Systeme findet man umgekehrt auf den Harz Viskosität20,21bezogen werden. Daher ist das Ausmaß der Rissbildung (Abbildung 4) reduziert die Beantragung zähflüssiger Photoresins (Abbildung 1).

Rapid-Prototyping bedarfsgesteuerte Produktion und Design-Freiheit ermöglicht und erlaubt, dass die effiziente Herstellung von 3D in einer Schicht für Schicht Weise1konstruiert. Infolgedessen hat 3D-Druck als Herstellung Technik schnell in den letzten Jahren2entwickelt. Verschiedene Technologien zur Verfügung, alle unter Berufung auf die Übersetzung von virtuellen Modellen in physische Objekte und Prozesse wie z. B. Extrusion, direkte Energie Ablagerung, Pulver Erstarrung, Blatt Laminieren und Photopolymerisation anwenden. Dieser umfasst schrittweise UV-Härtung von flüssigen Photopolymer-Harzen. Im Jahr 1986 entwickelt Rumpf und Kollegen Vorrichtung Stereolithographie (SLA), ein UV-Laser-basierten 3D Drucker. In jüngerer Zeit, ein ähnlicher Prozess namens digital Light processing (DLP) verfügbar geworden sind, in welche Photopolymerisation durch ein Lichtprojektor initiiert wird. Zusammen, sind DLP und SLA Stereolithografie 3D Druck3genannt.
SLA ist in hoher Auflösung Prototyping und Fertigung von biomedizinischer Geräte4,5angewendet. Diese Technologie ist besser als weit verbreitete fused Deposition modeling (FDM) in Bezug auf Genauigkeit, Oberflächenveredelung und Auflösung6. Je nach Architektur des Produkts ist eine Unterstützungsstruktur im 3D-Modell, das Konstrukt zu stabilisieren während der Fertigung integriert. Darüber hinaus ist eine Post-Druck Behandlung der hergestellten Teile erforderlich7,8. In der Regel gedruckte Objekte werden in einem Alkohol-Bad aufzulösen nicht umgesetztes Harz gewaschen und anschließende Aushärtung im Backofen UV wird durchgeführt, um die vollständige Umwandlung der Polymerisation9zu gewährleisten.
Im Allgemeinen setzen Harze für Lithographie-basierte additive Fertigung auf lichthärtenden Systeme mit multifunktionalen Acrylaten oder Epoxide10. Aktuelle Photopolymer-Harze auf dem kommerziellen Markt sind fossile und teuer, während die Verfügbarkeit von kostengünstigen erneuerbare Harze benötigt wird, um abfallfreie und lokale Herstellung von nachhaltigen 3D-Produkte für einen biobasierten Wirtschaft1 zu erleichtern , 6. vor kurzem Photopolymer Harze basierend auf erneuerbaren Acrylaten entwickelt und erfolgreich in Stereolithographie 3D Druck11,12angewendet wurden. In diesem ausführlichen Protokoll zeigen wir das rapid Prototyping mit biobasierten Harzen auf einem kommerziellen Stereolithographie-Apparat. Besonderes Augenmerk ist zu kritischen Schritte des Verfahrens, d. h. Harz Formulierung und Post-Drucken-Behandlungen, neue Praktiker im Bereich der additiven Fertigung helfen.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Isobornyl acrylate&#160;</td>
			<td>Sartomer</td>
			<td>SA5102</td>
			<td>Acrylate monomer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1,10-decanediol diacrylate</td>
			<td>Sartomer</td>
			<td>SA5201</td>
			<td>Acrylate monomer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pentaerythritol tetraacrylate</td>
			<td>Sartomer</td>
			<td>SA5400</td>
			<td>Acrylate monomer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Multifunctional epoxy acrylate</td>
			<td>Sartomer</td>
			<td>SA7101</td>
			<td>Acrylate oligomer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Diphenyl(2,4,6-trimethylbenzoyl) phosphine oxide (TPO), 97%</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>415952</td>
			<td>Photoinitiator</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2,5-bis(5-tert-butyl-benzoxazol-2-yl)thiophene (BBOT), 99%</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>223999</td>
			<td>Optical absorber</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isopropyl alcohol (IPA), 99%</td>
			<td>Bleko</td>
			<td>1010500</td>
			<td>For alcohol bath (applied in Form Wash)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Paar Physica MCR300&#160;</td>
			<td>Anton Paar</td>
			<td>-</td>
			<td>Rheometer with parallel plate geometry</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Form 2 Printer</td>
			<td>Formlabs</td>
			<td>-</td>
			<td>Desktop SLA 3D printer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Form Wash&#160;</td>
			<td>Formlabs</td>
			<td>-</td>
			<td>Washing station</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Form Cure</td>
			<td>Formlabs</td>
			<td>-</td>
			<td>UV oven</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Instron 4301 1KN Series IX</td>
			<td>Instron</td>
			<td>-</td>
			<td>Universal testing machine</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Philips XL30 ESEM-FEG&#160;</td>
			<td>Philips</td>
			<td>-</td>
			<td>Scanning electron microscope</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

stereolithographic 3d printing with renewable acrylates

Die Zugänglichkeit der kostengünstige erneuerbare Materialien und deren Anwendung bei der additiven Fertigung ist für eine effiziente biobasierten Wirtschaft unerlässlich. Wir demonstrieren das rapid Prototyping von nachhaltigen Harzen mit einem köraform 3D-Drucker. Harz-Formulierung erfolgt durch einfache Vermischung von biobasierten Acrylat-Monomere und Oligomere mit Photoinitiatior und optischen Absorber. Harz-Viskosität wird gesteuert durch das Monomer Oligomer-Verhältnis und wird als Funktion der Schergeschwindigkeit durch ein Rheometer mit parallelen Plattengeometrie bestimmt. Ein köraform Apparat aufgeladen mit den biobasierten Harzen wird eingesetzt, um komplex geformte Prototypen mit hoher Genauigkeit zu fertigen. Die Produkte erfordern eine Nachbehandlung, einschließlich Alkohol spülen und UV-Bestrahlung, um vollständige Heilung zu gewährleisten. Die hohe Funktion Auflösung und hervorragende Oberflächenbearbeitung der Prototypen wird aufgedeckt durch Rasterelektronenmikroskopie.

Vier Vertreter Harz Kompositionen sind in Tabelle 1, zusammen mit ihre durchschnittliche biobasierten Kohlenstoffgehalt (BC) abgeleitet von den einzelnen BC der Komponenten angezeigt. Die Viskosität des Harzes (Abbildung 1) wird durch das Verhältnis von Acrylat-Monomere und Oligomere beeinflusst und in der Regel zeigt Newtonsches Verhalten. Die mechanischen Eigenschaften der Teile, die aus verschiedenen Harzen hergestellt wurden durch Belastungs-Beanspruchungs-Analyse bestimmt. Abbildung 2 zeigt die repräsentative Ergebnisse auf einer Universalprüfmaschine in Bezug auf E-Modul und Zugfestigkeit. Die Wirkung des Post-Druck auf die Produktleistung ist in Abbildung 3dargestellt. Die glatte Oberfläche und hohe Funktion Auflösung der komplex geformten Prototypen erschließt sich durch das Elektronenmikroskop (Abbildung 4). Das Ausmaß der Oberfläche Risse bezieht sich auf die ersten Harz Viskosität.
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td rowspan="2">Harz</td>
			<td>TPO</td>
			<td>BBOT</td>
			<td>SA5102</td>
			<td>SA5201</td>
			<td>SA5400</td>
			<td>SA7101</td>
			<td>V. CHR.</td>
		</tr>
<tr>
<td>% w/w</td>
			<td>% w/w</td>
			<td>% w/w</td>
			<td>% w/w</td>
			<td>% w/w</td>
			<td>% w/w</td>
			<td>%</td>
		</tr>
<tr>
<td>BAPR-Α</td>
			<td>0,40</td>
			<td>0,16</td>
			<td>20</td>
			<td>40</td>
			<td></td>
			<td>40</td>
			<td>67</td>
		</tr>
<tr>
<td>BAPR-Β</td>
			<td>0,40</td>
			<td>0,16</td>
			<td></td>
			<td>60</td>
			<td></td>
			<td>40</td>
			<td>64</td>
		</tr>
<tr>
<td>BAPR-Γ</td>
			<td>0,40</td>
			<td>0,16</td>
			<td></td>
			<td>20</td>
			<td>40</td>
			<td>40</td>
			<td>44</td>
		</tr>
<tr>
<td>BAPR-Δ</td>
			<td>0,40</td>
			<td>0,16</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>60</td>
			<td>40</td>
			<td>34</td>
		</tr>
</tbody></table>Tabelle 1: R Enewable Acrylat Harz Formulierung. Merkmale der repräsentativen Bioacrylate Harze, Harz Zusammensetzung und Biobasierte Kohlenstoffgehalt darstellt.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58177/58177fig1.jpg"> Abbildung 1: rheologische Verhalten von erneuerbaren Acrylat-Harzen vor 3D-Druck. Viskosität als Funktion der Schergeschwindigkeit für noch nicht ausgehärteten BAPR Proben. Abbildung ist mit Erlaubnis (Copyright 2018 American Chemical Society) angepasst. 12 <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/58177/58177fig1large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58177/58177fig2.jpg"> Abbildung 2: mechanische Leistung des 3D Produkte, hergestellt aus verschiedenen Bioresins durch eine Stereolithographie-Apparat. Zugfestigkeit (rot) und des Elastizitätsmoduls (Cyan) der produzierten Teile von ausgehärteten BAPRs. Zugfestigkeit (ISO 527-2-1BA) Balken wurden senkrecht zur Build gedruckt. Fehlerbalken zeigen die Standardabweichung. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/58177/58177fig2large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58177/58177fig3.jpg"> Abbildung 3: Einfluss der Post-Behandlung auf die mechanische Leistung von 3D Produkten drucken. Zugfestigkeit von produzierten Teilen Post-unter verschiedenen Bedingungen behandelt. Zugfestigkeit (ISO 527-2-1BA) Balken wurden senkrecht zur Build gedruckt. Fehlerbalken zeigen die Standardabweichung. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/58177/58177fig3large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58177/58177fig4.jpg"> Abbildung 4: visuelle und mikroskopische Darstellung von komplex geformten Prototypen von einem Stereolithographie-Apparat aus verschiedenen Bioresins hergestellt. (A) Foto von Turm Turm Prototyp bedruckt mit BAPR-α (oben) und SEM Bilder der entsprechenden internen Helix (unten). (B) Foto von Turm Turm Prototyp bedruckt mit BAPR-β (oben) und SEM Bilder der entsprechenden internen Helix (unten). (C) Foto von Turm Turm Prototyp bedruckt mit BAPR-γ (oben) und SEM Bilder der entsprechenden internen Helix (unten). (D) Foto von Turm Turm Prototyp bedruckt mit BAPR-δ (oben) und SEM Bilder der entsprechenden internen Helix (unten). Abbildung ist mit Erlaubnis (Copyright 2018 American Chemical Society)12angepasst. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/58177/58177fig4large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.</a>

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Stereolithographic 3D Printing with Renewable Acrylates

Ein Protokoll für additive Fertigung mit erneuerbaren Photopolymer Harzen auf einem Stereolithographie-Apparat wird vorgestellt.

Köraform 3D-Druck mit erneuerbaren Acrylaten

The accessibility of cost-competitive renewable materials and their application in additive manufacturing is essential for an efficient biobased economy. ...

stereolithographic-3d-printing-with-renewable-acrylates

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Chemistry

9.4K Aufrufe.  NHL Stenden University of Applied Sciences. Ein Protokoll für additive Fertigung mit erneuerbaren Photopolymer Harzen auf einem Stereolithographie-Apparat wird vorgestellt.

Serie: Stereolithographic 3D Printing with Renewable Acrylates

Photodynamic Therapy with Blended Conducting Polymer/Fullerene Nanoparticle Photosensitizers

In this article a method for the fabrication and reproducible in-vitro evaluation of conducting polymer nanoparticles blended with fullerene as the next generation photosensitizers for Photodynamic Therapy (PDT) is reported. The nanoparticles are formed by hydrophobic interaction of the semiconducting polymer MEH-PPV (poly[2-methoxy-5-(2-ethylhexyloxy)-1,4-phenylenevinylene]) with the fullerene PCBM (phenyl-C61-butyric acid methyl ester) in the presence of a non-compatible solvent. MEH-PPV has a high extinction coefficient that leads to high rates of triplet formation, and efficient charge and energy transfer to the fullerene PCBM. The latter processes enhance the efficiency of the PDT system through fullerene assisted triplet and radical formation, and ultrafast deactivation of MEH-PPV excited stated. The results reported here show that this nanoparticle PDT sensitizing system is highly effective and shows unexpected specificity to cancer cell lines.

This protocol describes a method for the fabrication of conducting polymer nanoparticles blended with fullerene. These nanoparticles were investigated for their potential use as a next generation photosensitizers for Photodynamic Therapy (PDT).

Photodynamische Therapie mit Blended leitendes Polymer / Fullerene Nanopartikel Photosensibilisatoren

In this article a method for the fabrication and reproducible in-vitro evaluation of conducting polymer nanoparticles blended with fullerene as the next ...

Forschung

Chemie

Determination of Carbonyl Functional Groups in Bio-oils by Potentiometric Titration: The Faix Method

Carbonyl compounds present in bio-oils are known to be responsible for bio-oil property changes upon storage and during upgrading. Specifically, carbonyls cause an increase in viscosity (often referred to as &#39;aging&#39;) during storage of bio-oils. As such, carbonyl content has previously been used as a method of tracking bio-oil aging and condensation reactions with less variability than viscosity measurements. Additionally, carbonyls are also responsible for coke formation in bio-oil upgrading processes. Given the importance of carbonyls in bio-oils, accurate analytical methods for their quantification are very important for the bio-oil community. Potentiometric titration methods based on carbonyl oximation have long been used for the determination of carbonyl content in pyrolysis bio-oils. Here, we present a modification of the traditional carbonyl oximation procedures that results in less reaction time, smaller sample size, higher precision, and more accurate carbonyl determinations. While traditional carbonyl oximation methods occur at room temperature, the Faix method presented here occurs at an elevated temperature of 80 &#176;C.

Here we present a potentiometric titration technique for accurately quantifying carbonyl compounds in pyrolysis bio-oils.

Bestimmung der Carbonylfunktionen in Bio-Öle durch potentiometrische Titration: Die Faix Methode

Carbonyl compounds present in bio-oils are known to be responsible for bio-oil property changes upon storage and during upgrading. Specifically, carbonyls ...

Temperature-programmed Deoxygenation of Acetic Acid on Molybdenum Carbide Catalysts

Temperature programmed reaction (TPRxn) is a simple yet powerful tool for screening solid catalyst performance at a variety of conditions. A TPRxn system includes a reactor, furnace, gas and vapor sources, flow control, instrumentation to quantify reaction products (e.g., gas chromatograph), and instrumentation to monitor the reaction in real time (e.g., mass spectrometer). Here, we apply the TPRxn methodology to study molybdenum carbide catalysts for the deoxygenation of acetic acid, an important reaction among many in the upgrading/stabilization of biomass pyrolysis vapors. TPRxn is used to evaluate catalyst activity and selectivity and to test hypothetical reaction pathways (e.g., decarbonylation, ketonization, and hydrogenation). The results of the TPRxn study of acetic acid deoxygenation show that molybdenum carbide is an active catalyst for this reaction at temperatures above ca. 300 &#176;C and that the reaction favors deoxygenation (i.e., C-O bond-breaking) products at temperatures below ca. 400 &#176;C and decarbonylation (i.e., C-C bond-breaking) products at temperatures above ca. 400 &#176;C.

Presented here is a protocol for the operation of a micro-scale temperature-programmed reactor for evaluating the catalytic performance of molybdenum carbide during acetic acid deoxygenation.

Temperaturprogrammierte Desoxygenierung von Essigsäure auf Molybdäncarbid Katalysatoren

Temperature programmed reaction (TPRxn) is a simple yet powerful tool for screening solid catalyst performance at a variety of conditions. A TPRxn system ...

Microfluidic-based Synthesis of Covalent Organic Frameworks (COFs): A Tool for Continuous Production of COF Fibers and Direct Printing on a Surface

Covalent Organic Frameworks (COFs) are a class of porous covalent materials which are frequently synthesized as unprocessable crystalline powders. The first COF was reported in 2005 with much effort centered on the establishment of new synthetic routes for its preparation. To date, most available synthetic methods for COF synthesis are based on bulk mixing under solvothermal conditions. Therefore, there is increasing interest in developing systematic protocols for COF synthesis that provide for fine control over reaction conditions and improve COF processability on surfaces, which is essential for their use in practical applications. Herein, we present a novel microfluidic-based method for COF synthesis where the reaction between two constituent building blocks, 1,3,5-benzenetricarbaldehyde (BTCA) and 1,3,5-tris(4-aminophenyl)benzene (TAPB), takes place under controlled diffusion conditions and at room temperature. Using such an approach yields sponge-like, crystalline fibers of a COF material, hereafter called MF-COF. The mechanical properties of MF-COF and the dynamic nature of the approach allow the continuous production of MF-COF fibers and their direct printing onto surfaces. The general method opens new potential applications requiring advanced printing of 2D or 3D COF structures on flexible or rigid surfaces.

Microfluidic-based Synthesis of Covalent Organic Frameworks COFs: A Tool for Continuous Production of COF Fibers and Direct Printing on a Surface

We present a novel microfluidic-based method for synthesis of covalent organic frameworks (COFs). We demonstrate how this approach can be used to produce continuous COF fibers, and also 2D or 3D COF structures on surfaces.

Mikrofluidische Synthese von kovalenten organischen Frameworks (COFs): Ein Werkzeug zur kontinuierlichen Produktion von COF-Fasern und Direktdruck auf einer Oberfläche

Covalent Organic Frameworks (COFs) are a class of porous covalent materials which are frequently synthesized as unprocessable crystalline powders. The ...

Preparation of Chitosan-based Injectable Hydrogels and Its Application in 3D Cell Culture

The protocol presents a facile, efficient, and versatile method to prepare chitosan-based hydrogels using dynamic imine chemistry. The hydrogel is prepared by mixing solutions of glycol chitosan with a synthesized benzaldehyde terminated polymer gelator, and hydrogels are efficiently obtained in several minutes at room temperature. By varying ratios between glycol chitosan, polymer gelator, and water contents, versatile hydrogels with different gelation times and stiffness are obtained. When damaged, the hydrogel can recover its appearances and modulus, due to the reversibility of the dynamic imine bonds as crosslinkages. This self-healable property enables the hydrogel to be injectable since it can be self-healed from squeezed pieces to an integral bulk hydrogel after the injection process. The hydrogel is also multi-responsive to many bio-active stimuli due to different equilibration statuses of the dynamic imine bonds. This hydrogel was confirmed as bio-compatible, and L929 mouse fibroblast cells were embedded following standard procedures and the cell proliferation was easily assessed by a 3D cell cultivation process. The hydrogel can offer an adjustable platform for different research where a physiological mimic of a 3D environment for cells is profited. Along with its multi-responsive, self-healable, and injectable properties, the hydrogels can potentially be applied as multiple carriers for drugs and cells in future bio-medical applications.

Here we describe a facile preparation of chitosan-based injectable hydrogels using dynamic imine chemistry. Methods to adjust the hydrogel&#8217;s mechanical strength and its application in 3D cell culture are presented.

Vorbereitung der Chitosan-basierten injizierbaren Hydrogele und deren Anwendung in 3D Zellkultur

The protocol presents a facile, efficient, and versatile method to prepare chitosan-based hydrogels using dynamic imine chemistry. The hydrogel is ...

Synthesis of Platinum-nickel Nanowires and Optimization for Oxygen Reduction Performance

Platinum-nickel (Pt-Ni) nanowires were developed as fuel cell electrocatalysts, and were optimized for the performance and durability in the oxygen reduction reaction. Spontaneous galvanic displacement was used to deposit Pt layers onto Ni nanowire substrates. The synthesis approach produced catalysts with high specific activities and high Pt surface areas. Hydrogen annealing improved Pt and Ni mixing and specific activity. Acid leaching was used to preferentially remove Ni near the nanowire surface, and oxygen annealing was used to stabilize near-surface Ni, improving durability and minimizing Ni dissolution. These protocols detail the optimization of each post-synthesis processing step, including hydrogen annealing to 250 &#176;C, exposure to 0.1 M nitric acid, and oxygen annealing to 175 &#176;C. Through these steps, Pt-Ni nanowires produced increased activities more than an order of magnitude than Pt nanoparticles, while offering significant durability improvements. The presented protocols are based on Pt-Ni systems in the development of fuel cell catalysts. These techniques have also been used for a variety of metal combinations, and can be applied to develop catalysts for a number of electrochemical processes.

&#160; The protocol describes the synthesis and electrochemical testing of platinum-nickel nanowires. Nanowires were synthesized by the galvanic displacement of a nickel nanowire template. Post-synthesis processing, including hydrogen annealing, acid leaching, and oxygen annealing were used to optimize nanowire performance and durability in the oxygen reduction reaction.

Synthese von Platin-Nickel Nanodrähte und Optimierung für Sauerstoff Leistung

Platinum-nickel (Pt-Ni) nanowires were developed as fuel cell electrocatalysts, and were optimized for the performance and durability in the oxygen ...

Obtaining 3D Chemical Maps by Energy Filtered Transmission Electron Microscopy Tomography

Energy filtered transmission electron microscopy tomography (EFTEM tomography) can provide three-dimensional (3D) chemical maps of materials at a nanometric scale. EFTEM tomography can separate chemical elements that are very difficult to distinguish using other imaging techniques. The experimental protocol described here shows how to create 3D chemical maps to understand the chemical distribution and morphology of a material. Sample preparation steps for data segmentation are presented. This protocol permits the 3D distribution analysis of chemical elements in a nanometric sample. However, it should be noted that currently, the 3D chemical maps can only be generated for samples that are not beam sensitive, since the recording of filtered images requires long exposure times to an intense electron beam. The protocol was applied to quantify the chemical distribution of the components of two different heterogeneous catalyst supports. In the first study, the chemical distribution of aluminum and titanium in titania-alumina supports was analyzed. The samples were prepared using the swing-pH method. In the second, the chemical distribution of aluminum and silicon in silica-alumina supports that were prepared using the sol-powder and mechanical mixture methods was examined.

This paper describes a protocol to achieve 3D chemical maps combining energy filtered imaging and electron tomography. The chemical distribution of two catalyst supports formed by elements that are difficult to distinguish by other imaging techniques was studied. Each application consists of mapping overlapped chemical elements - respectively spaced-ionization edges.

Gewinnung chemische 3D-Karten von Energy Transmission Electron Microscopy Tomographie gefiltert

Energy filtered transmission electron microscopy tomography (EFTEM tomography) can provide three-dimensional (3D) chemical maps of materials at a ...

Methionine Functionalized Biocompatible Block Copolymers for Targeted Plasmid DNA Delivery

Reversible addition-fragmentation chain transfer (RAFT) polymerization integrates the advantages of radical polymerization and living polymerization. This work presents the preparation of methionine functionalized biocompatible block copolymers via RAFT polymerization. Firstly, N,N-bis(2-hydroxyethyl)methacrylamide-b-N-(3-aminopropyl)methacrylamide (BNHEMA-b-APMA, BA) was synthesized via RAFT polymerization using 4,4&#8217;-azobis(4-cyanovaleric acid) (ACVA) as an initiating agent and 4-cyanopentanoic acid dithiobenzoate (CTP) as the chain transfer agent. Subsequently, N,N-bis(2-hydroxyethyl)methacrylamide-b-N-(3-guanidinopropyl)methacrylamide (methionine grafted BNHEMA-b-GPMA, mBG) was prepared by modifying amine groups in APMA with methionine and guanidine groups. Three kinds of block polymers, mBG1, mBG2, and mBG3, were synthesized for comparison. A ninhydrin reaction was used to quantify the APMA content; mBG1, mBG2, and mBG3 had 21%, 37%, and 52% of APMA, respectively. Gel permeation chromatography (GPC) results showed that BA copolymers possess molecular weights of 16,200 (BA1), 20,900(BA2), and 27,200(BA3) g/mol. The plasmid DNA (pDNA) complexing ability of the obtained block copolymer gene carriers was also investigated. The charge ratios (N/P) were 8, 16, and 4 when pDNA was complexed completely with mBG1, mBG2, mBG3, respectively. When the N/P ratio of mBG/pDNA polyplexes was higher than 1, the Zeta potential of mBG was positive. At an N/P ratio between 16 and 32, the average particle size of mBG/pDNA polyplexes was between 100-200 nm. Overall, this work illustrates a simple and convenient protocol for the block copolymer carrier synthesis.

This work presents the preparation of methionine functionalized biocompatible block copolymers (mBG) via the reversible addition-fragmentation chain transfer (RAFT) method. The plasmid DNA complexing ability of the obtained mBG and their transfection efficiency were also investigated. The RAFT method is very beneficial for polymerizing monomers containing special functional groups.

Methionin funktionalisierte biokompatible Blockcopolymere für gezielte Plasmid-DNA-Lieferung

Reversible addition-fragmentation chain transfer (RAFT) polymerization integrates the advantages of radical polymerization and living polymerization. This ...

Inkjet Printing All Inorganic Halide Perovskite Inks for Photovoltaic Applications

A method for synthesizing photoactive inorganic&#160;perovskite quantum dot inks and an inkjet printer deposition method, using the synthesized inks, are demonstrated. The ink synthesis is based on a simple wet chemical reaction and the inkjet printing protocol is a facile step by step method. The inkjet printed thin films have been characterized by X-ray diffraction, optical absorption spectroscopy, photoluminescent spectroscopy, and electronic transport measurements. X-ray diffraction of the printed quantum dot films indicates a crystal structure consistent with an orthorhombic room temperature phase with (001) orientation. In conjunction with other characterization methods, the X-ray diffraction&#160;measurements show high quality films can be obtained through the inkjet printing method.

A protocol for synthesizing inorganic-lead-halide hybrid perovskite quantum dot inks for inkjet printing and the protocol for preparing and printing the quantum dot inks in an inkjet printer with post characterization techniques are presented.

Inkjet-drucken alle anorganischen Halogenid-Perowskit-Tinten für photovoltaische Anwendungen

A method for synthesizing photoactive inorganic&#160;perovskite quantum dot inks and an inkjet printer deposition method, using the synthesized inks, are ...

Reactive Inkjet Printing and Propulsion Analysis of Silk-based Self-propelled Micro-stirrers

In this study, a protocol for using reactive inkjet printing to fabricate enzymatically propelled silk swimmers with well-defined shapes is reported. The resulting devices are an example of self-propelled objects capable of generating motion without external actuation and have potential applications in medicine and environmental sciences for a variety of purposes ranging from micro-stirring, targeted therapeutic delivery, to water remediation (e.g., cleaning oil spills). This method employs reactive inkjet printing to generate well-defined small-scale solid silk structures by converting water soluble regenerated silk fibroin (silk I) to insoluble silk fibroin (silk II). These structures are also selectively doped in specific regions with the enzyme catalase in order to produce motion via bubble generation and detachment. The number of layers printed determines the three-dimensional (3D) structure of the device, and so here the effect of this parameter on the propulsive trajectories is reported. The results demonstrate the ability to tune the motion by varying the dimensions of the printed structures.

This protocol demonstrates the ability to utilize reactive inkjet printing to print self-motile biocompatible and environmentally friendly micro-stirrers for use in biomedical and environmental applications.

Reaktive Inkjet-Druck-und Antriebsanalyse von seidenbasierten, selbstfahrenden Mikro-Rührern

In this study, a protocol for using reactive inkjet printing to fabricate enzymatically propelled silk swimmers with well-defined shapes is reported. The ...