供稿人:顾恒 连芩 发布日期：2018-03-04
近日，俄罗斯Kucherov等人（Zelinsky有机化学研究所）发明了一种应用于熔融沉积成型（FDM）3D打印技术的新材料——聚乙烯-2,5-呋喃二甲（polyethylene-2,5-furandicarboxylate，PEF），其本质是将植物在光合作用下产生的碳水化合物经过化学反应转化成PEF材料（图1）。
图 1 PEF材料用于熔融沉积成型示意图
图 2 PEF成品与PLA成品表面质量对比
研究人员直接利用PEF材料打印出许多表面质量良好且没有明显的分层的成品（图2）。与传统的材料（如聚乳酸（PLA））相比，PEF材料具有优异的耐化学性。在腐蚀性化学溶液中，3D打印的PLA圆柱在250秒内软化并失去其结构完整性，而PEF模型至少可以保持4倍的时间，达到1000秒（图3）。
图 3 PLA与PEF模型耐化学性测试
此外，将PEF模型熔化后可再次用于3D打印。这一过程中，PEF材料打印性能没有显著下降，完全可以循环使用。研究人员表示，PEF材料3D打印的模型可以通过燃烧转化成二氧化碳和水，然后利用光合作用合成纤维素，这是一个完全封闭的碳中和过程，不会产生环境污染（图4）。这为3D打印技术扩展到可持续发展领域开辟了新方向。
图 4 PEF循环利用示意图