2021年5月21日
“我想你静音了。”根据人力资源在线的说法，这是2020年最常用的短语。在T恤上饰演，并在咖啡杯上浮雕，我们使用模因在学习视频会议工具（例如Zoom and Microsoft的团队）时取笑自己。
但是，对于有700万人患有声带障碍的美国人来说，没有被听到是一件严重的事情。许多具有正常口语技能的人在语音盒（喉）失败时很难交流。如果声带，喉中的两个平滑肌组织的两条带遭受事故，外科手术，病毒感染或癌症的损害，这可能会发生这种情况。
当损坏严重或永久时，声带没有替代。现在，弗吉尼亚大学工程学院的一欧洲杯足球竞彩组材料科学家已经开发了一种软材料，并希望将来有新的治疗方法。它们的新型软材料（称为弹性体）非常可拉伸，比传统橡胶柔和10,000倍，与声带的机械性能相匹配。可以将弹性体打印用于医疗保健。
材料科学与工程与化学工程助理教授Liheng Cai负责监督这项研究。欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球CAI还在生物医学工程中任命了礼貌，并在UVA领导了软性生物Attral实验室。CAI的实验室致力于理解和控制活性软材料（例如反应性聚合物或生物凝胶）与人体中细菌或细胞和组织等活性系统之间的相互作用。欧洲杯足球竞彩
CAI的博士后研究员Shifeng Nian和Ph.D.学生Jinchang Zhu首先撰写了团队的论文，“三维可打印，极其柔软，可拉伸和可逆的弹性体来自分子建筑指导的组件，”发表并作为封面文章发表材料化学欧洲杯足球竞彩。合作者包括UVA机械和航空航天工程副教授Baoxing Xu，他进行了模拟，以了解3D打印，极其软结构的变形。
该团队制定了一种新型策略来制作这种3D打印的软弹性体。他们使用了一种新型的聚合物，并带有特殊的建筑，让人想起瓶洗的小玻璃制品，以清洁小玻璃器皿，但在分子尺度上。类似于瓶装的聚合物，当链接到形成网络时，可以实现模仿生物组织的极其柔软的材料。欧洲杯足球竞彩
CAI开始证明哈佛大学John H. Paulson工程和应用科学学院的博士后研究员的潜力。欧洲杯线上买球CAI的软工程软工程已出版高级材料欧洲杯足球竞彩。
现在，CAI和他的团队已经开发了一种新的方法来使用强大的 - 可逆的，具体取决于温度的关联 - 交叉胶瓶刷状聚合物形成橡胶。这个想法是使用化学合成将一个玻璃状聚合物添加到类似瓶洗的聚合物的两端。这种玻璃状聚合物自发地自组织形成与塑料水瓶相同的纳米级球体。它们在室温下是刚性的，但在高温下融化；这可以利用为3D打印软结构。
在材料所承受的压力的规模上，它们的材料弹性可以从大约100至10,000 pascals进行微调。下限大约100 pascals，比塑料柔软一百万倍，比常规3D打印机弹性体柔软10,000倍。此外，它们最多可以伸展到600％。
“它们的极端柔软度，弹力和热稳定性为将来的应用很好，”蔡说。
CAI认为Nian用于开发具有精确控制架构的瓶洗聚合物的化学方法，以规定弹性体的柔软性和可拉伸性。弹性体可以用作3D打印机中的墨水，以创建具有橡胶品质的几何形状。
3D打印机本身大约是宿舍冰箱的大小。Zhu定制设计的挤出机系统的喷嘴，该喷嘴在3D空间中以规定的数量拍摄材料，并由特定于所需对象的计算机程序进行指导。欧洲杯足球竞彩
Nian获得了博士学位2018年UVA的化学作品，并加入了CAI的软生物因素实验室。“ CAI博士的小组使我有机会将研究从古典化学发展到材料开发；我们正在发明许多具有特殊机械，电气和光学特性的酷材料，”欧洲杯足球竞彩尼说。
团队柔软的材料的最酷的是，它在沉积每一滴时自我组织和组装的能力。当首先将基于硅酮的材料加载到墨盒中时，它具有蜂蜜，一半固体和一半液体的一致性。随着打印的进行，溶剂绑定了层，然后蒸发以无缝构建对象。此外，如果犯了任何错误，您可以重新做，因为该材料是100％可重新处理且可回收的。
“常规的3D打印弹性体本质上是僵硬的；打印过程通常需要外部机械支撑或处理后，”蔡说。“在这里，我们证明了弹性体的适用性，作为直接打印3D结构的墨水。”
为了研究材料的分子互连的方式，CAI的团队与美国能源部布鲁克黑文国家实验室的光束线科学家Guillaume Freychet和Mikhail Zhernenkov合作。他们使用国家同步子源II的复杂X射线工具，特别是软物质接口束线进行了实验，以揭示印刷材料的内部组成而不会损害样品。欧洲杯足球竞彩
“由于其高X射线光束强度，出色的能量和动量传递性可调性以及非常低的背景，因此SMI光束线非常适合此类研究。与CAI的团队合作，我们能够看到类似瓶洗的聚合物组装成交联的网络，”Zhernenkov说。
CAI估计，该团队距离看到其实际使用中的弹性体仅两三年，这是该团队的3D打印方法实现的加速步伐。3D打印有时称为增材制造，是UVA材料科学与工程系的研究优势；欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球该领域的研究人员试图在创建新的材料系统时了解添加剂制造过程的基本物理。
改善健康只是他们研究的一种动力。
“我们认为，我们的发现将刺激新的软材料作为3D打印的墨水的开发，这可以成为广泛的自适应设备和结构的基础，例如传感器，可拉伸电子设备和软机欧洲杯足球竞彩器人技术，”蔡说。
国家科学基金会职业奖和欧洲杯线上买球ACS石油研究基金博士新研究者奖支持CAI对他设想的生物医学植入物和组织工程的超级橡胶的研究，以及其他应用。他的研究团队正在继续致力于生产更接近其所需形状的物体。
资源：https://www.virginia.edu/