高分辨率纤维素结构的直接墨水书写

三维(3D)打印在水净化和生物分离的膜生产中发挥着重要作用，能够创造出设计巧妙的新结构。

在可用的3D打印方法中，直接墨水书写策略提供了一种以高分辨率打印各种材料的方法。在ScientificReports上发布了一份新报告，FarnazRezaei和瑞典乌普萨拉大学的研究小组使用醋酸纤维素作为生物相容性墨水材料。

研究人员注意到印刷小至几微米的特征的可印刷性和可能性，以检查不同分子量的醋酸纤维素的发展。喷嘴的内径和外径影响打印结构的详细分辨率。研究人员使用不同的墨水产生不同宽度的打印线，并成功完成了高分辨率纤维素结构的直接书写。

3D打印或增材制造方法通过使用计算机辅助设计方法在选定的基材上逐层沉积材料，促进复杂3D结构的开发。该方法已显示出其生产具有良好调节的复杂几何形状的结构的能力，具有超越传统生物制造的多种优势，并形成复杂的几何形状。

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然而，对高分辨率细节的需求限制了增材制造的使用。直接书写提供了一种基于分散的方法，通过喷嘴将所需的墨水材料沉积到基材上，并提供多种可印刷材料，包括聚合物、水凝胶、陶瓷和金属。

纤维素因其优异的性能作为3D打印应用的合法原材料而受到广泛关注。科学家们在这项工作中选择了纤维素，因为它具有可再生、可降解和丰富的性质。纤维素也是一种生物活性聚合物，具有更广泛的应用。

Rezaei及其同事在这项研究中研究了影响打印过程的膜结构，包括润湿特性、墨水成分和喷嘴直径。他们探索了喷嘴尺寸(包括内部和外部尺寸)的影响，以研究具有微米级细节分辨率的打印结构的可能性。

他们使用硼硅酸盐玻璃毛细管来准备喷嘴，配制墨水以填充注射器，并设置打印以创建图案，包括测试结构，然后表征墨水的接触角，并用。扫描电子显微镜

油墨的性能

为了探索使用不同直径的毛细管进行打印的效果，研究小组在未涂层的玻璃基板上打印了10%醋酸纤维素墨水来研究这种现象。

通过研究不同的墨水比例，他们实现了不同的印刷适性和分辨率，然后研究了调节印刷结构尺寸的机制。例如，直接墨水书写包括墨水和表面之间的润湿，影响印刷过程。

为了研究调节打印线尺寸的因素的影响，科学家们通过在涂层和未涂层​​玻璃基材上添加不同量的醋酸纤维素来检查油墨的润湿性。

在直接墨水书写过程中，墨水与材料表面之间的润湿会影响印刷过程。Rezaei和团队研究了用于设计建筑的墨水结构，并观察了不同印刷图案创建墙壁或桥梁的能力。

外表

通过这种方式，FarnazRezaei及其同事展示了利用直接墨水书写方法构建多达300层醋酸纤维素结构的可能性。科学家们通过调节喷嘴尺寸和打印参数，以及墨水中醋酸纤维素的分子量和浓度，获得了高细节分辨率。

研究小组注意到基材和喷嘴上的油墨润湿特性与油墨成分的结合会影响线束的宽度。当他们打印膜型结构和自由悬挂的线时，他们获得的宽度类似于或小于喷嘴的内径。为了达到所需的分辨率，研究人员探索了各个方向的打印速度，以延长较大结构的打印时间。

对于未来的工作，该团队建议探索多喷嘴与喷墨打印串联的设计，以提高打印速度。

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