Метастабильные чернила для 3D-печати замкнули цикл материала в лаборатории

Стандартная 3D-печать работает в одну сторону: полимерные материалы отверждаются под воздействием тепла или света, превращаясь в жёсткое изделие, которое практически невозможно вернуть в исходную жидкую форму. Именно поэтому большинство 3D-напечатанных деталей в конце жизни отправляется на полигон. Новое исследование, описанное на Phys.org, предлагает альтернативу. Подробнее о смежной теме ранее писали «Пронедра» в материале о материале для извлечения критических минералов .

Исследовательская группа синтезировала печатный материал на основе метастабильного полимера. Ключевое свойство таких соединений — они существуют в «готовом» состоянии не потому, что это термодинамически выгодно, а потому что переход в более стабильное состояние кинетически заблокирован. При определённом воздействии — тепловом или химическом — этот барьер преодолевается, и материал деполимеризуется обратно в мономер.

В новых «чернилах» эта деполимеризация происходит под воздействием лёгкого нагрева (около 80–120 °C) в присутствии простого катализатора. Полученный мономер по составу и свойствам практически идентичен исходному — его можно снова использовать для печати без значительной потери качества.

напечатанные образцы по механическим характеристикам сопоставимы со стандартными фотополимерами;

степень возврата мономера при деполимеризации превысила 95%;

не менее трёх полных циклов «печать – деполимеризация – переработка» прошли без заметного ухудшения свойств материала.

До промышленного применения предстоит оценить поведение материала при длительной эксплуатации (ультрафиолетовое старение, механическая усталость) и разработать экономически обоснованный процесс деполимеризации в промышленном масштабе.