Name: 3D 프린팅 및 타입 I 광개시를 통한 현장 표면 개질 가역 추가 단편화 체인 이송 중합 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2022-02-18T14:45:00.000+00:00
Duration: 7 min 28 s
Description: 배우세요 타입 I 광개시 가역 추가 단편화 체인 이송 중합을 이용한 3D 프린팅 표면 개질 기법입니다. 이 방법은 벌크와 계면 특성을 독립적으로 조절하여 복잡한 3D 구조 설계의 유연성을 높입니다.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

저자는 디스커버리 연구 프로그램 (DP210100094)을 통해 호주 연구위원회 및 UNSW 호주의 자금을 인정합니다.

1. 3D 프린팅 프로그램 및 3D 프린터의 제조
<ol><li>아래 단계에 따라 3D 인쇄용 디지털 모델을 설계합니다.<ol>
<li>컴퓨터 지원 설계 프로그램을 엽니다( 자료 표 참조).</li>
		<li>xy 평면에서 80mm x 40mm 치수를 갖는 원점 중앙에 사각형을 만든 다음 1.5mm의 양수 z축을 따라 밀어내어 기본 객체라고 하는 단색 직사각형 프리즘을 만듭니다.</li>
		<li>기본 물체 위, 즉 z = 1.5mm에서 직사각형 프리즘의 표면에 원하는 표면 패턴 (이 경우 두 개의 음양 기호)을 그립니다.</li>
		<li>포지티브 z축을 따라 선택된 영역에서 0.05mm의 표면 패턴을 밀어내어 기본 오브젝트에 대해 약간 상승된 패턴을 생성합니다.</li>
		<li>3D 모델을 내보내 스테레오리소그래피 파일을 . STL 파일 확장자. 참고 :이 작업에서는 개 뼈 모양의 표본이 설계되었습니다.27. 다른 원하는 모델을 인쇄하려면 1.1.1-1.1.5단계를 따르십시오.</li>
		<li>3D 프린터 슬라이싱 프로그램( 재료 표 참조)을 열어 단일 레이어 설정을 활성화합니다.</li>
		<li>변환된 . STL 파일은 파일 > 열기 를 클릭 한 다음 저장된 것으로 이동하여 컴퓨터 하드 드라이브에서 . STL 파일.</li>
		<li>"모델 회전" 및 "모델 이동" 버튼을 사용하여 빌드 플랫폼에서 3D 모델을 정렬하여 빌드 단계의 모든 오브젝트 사이에 최소 1mm를 맞춥니다.</li>
		<li>오른쪽 패널의 입력 필드 상자에 텍스트를 입력하여 표 1에 설명된 대로 매개 변수를 변경합니다.</li>
		<li>왼쪽 하단에있는 파란색 슬라이스 버튼을 클릭하고 확장자를 가진 슬라이스 파일로 저장하십시오. PWS 또는 기타 3D 프린터에서 읽을 수 있는 슬라이스된 파일.</li>
		<li>팝업 메뉴가 나타나면 미리보기 버튼을 클릭하고 오른쪽의 스크롤 막대를 사용하여 슬라이스 된 레이어를 탐색하십시오. 마지막 베이스 레이어(이 경우 레이어 29)와 표면 패턴 레이어(이 경우 30)에 대한 레이어 번호를 주의 깊게 기록해 둡니다. 참고: 첫 번째 인쇄된 레이어는 "레이어 1"이 아닌 "레이어 0"입니다.</li>
		<li>오른쪽 패널에서 단일 레이어 설정을 선택한 다음 드롭다운 메뉴를 확장합니다.</li>
		<li>표면층(층 30)에 대해서만 "노출 시간(들)"을 180초로 변경하고, 다른 모든 층 노출 시간을 기본값으로 남겨 둡니다.</li>
		<li>왼쪽 상단의 저장 버튼을 클릭하여 슬라이스 된 파일을 USB에 저장 하십시오.</li>
	</ol>
</li>
	<li>3D 프린터를 준비합니다.<ol>
<li>슬라이스된 파일이 들어 있는 USB를 3D 프린터에 삽입합니다( 자료표 참조).</li>
		<li>3D 프린팅 전에 빌드 스테이지의 레벨을 레벨링하고 특정 3D 프린터 방법(3D 프린터 매뉴얼에 따른 수동 또는 자동 보정)에 따라 z축 위치를 z=0으로 보정합니다.</li>
		<li>3D 프린터 통의 필름을 검사하여 매끄럽고 깨끗한 표면에 결함이 없는지 확인합니다.</li>
		<li>통조림 필름이 손상된 것으로 나타나면 제조업체의 프로토콜에 따라 교체하십시오.</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. 수지의 제조
참고: 수지는 원래 재료(기본 기판)를 3D 인쇄하는 데 사용되는 수지의 경우 "벌크 수지"로, 표면 기능화(표면 패턴)를 수행하는 데 사용되는 용액의 경우 "표면 수지"로 분류됩니다.
<ol><li>벌크 수지를 준비하십시오.<ol>
<li>벌크 수지를 제조하기 위해, 0.36 g의 2-(n-부틸티오카르보노티오일티오)프로판산 (BTPA)을 깨끗한 50 mL 호박색 바이알에 넣었다.</li>
		<li>13.63 mL의 폴리(에틸렌 글리콜) 디아크릴레이트 평균 Mn250(PEGDA)을 마이크로피펫을 사용하여 호박색 바이알에 첨가한다.</li>
		<li>마이크로피펫을 사용하여 호박색 바이알에 14.94 mL의 N,N-디메틸아크릴아미드(DMAm)를 첨가한다.</li>
		<li>알루미늄 호일로 덮인 별도의 20mL 클린 유리 바이알에 0.53g의 디페닐(2,4,6-트리메틸벤조일)포스핀 옥사이드(TPO)를 첨가한다.</li>
		<li>마이크로피펫을 사용하여, 10 mL의 DMAm을 TPO가 들어있는 20 mL 유리 바이알에 첨가하고, 캡을 사용하여 바이알을 밀봉한다.</li>
		<li>TPO와 DMAm의 용액을 10초 동안 와류 혼합기를 사용하여 혼합한 다음 표준 실험실 음파 욕조(~40kHz)를 사용하여 혼합물을 실온에서 1분 동안 초음파 처리함으로써 완전히 균질화한다(도 1C, 왼쪽).</li>
		<li>유리 피펫 및 고무 피펫 전구를 사용하여, 용액을 20 mL 유리 바이알로부터 50 mL 호박색 바이알로 옮기고, 바이알을 캡 및 성형가능한 플라스틱 필름으로 밀봉한다.</li>
		<li>50 mL 호박색 바이알을 부드럽게 흔들어 준 다음 바이알을 실온에서 2분 동안 음파 욕조에 넣어 혼합물이 균질한지 확인합니다(도 1C, 왼쪽에서 두 번째).</li>
		<li>벌크 수지로 채워진 밀봉된 호박색 바이알을 나중에 사용할 수 있도록 흄 후드에 넣습니다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>표면 수지를 준비합니다.<ol>
<li>표면 수지를 제조하기 위해, 0.50 g의 TPO를 깨끗한 50 mL 호박색 바이알에 넣는다.</li>
		<li>마이크로피펫을 사용하여, 3.56 mL의 DMAm 및 11.98 mL의 N,N-디메틸포름아미드(DMF)를 50 mL 호박색 바이알에 첨가하고, 캡 성형가능한 플라스틱 필름으로 바이알을 밀봉한다.</li>
		<li>밀봉된 호박색 바이알을 부드럽게 흔들고 표준 실험실 음파 욕조(~40kHz)를 사용하여 실온에서 1분 동안 초음파 처리한다.</li>
		<li>호일로 덮인 깨끗한 20 mL 바이알에 0.29 g 1-피렌메틸 메타크릴레이트(PyMMA)를 첨가한다.</li>
		<li>10 mL의 DMF를 20 mL 바이알에 첨가하고, 마이크로피펫을 사용하여 캡으로 바이알을 밀봉한다.</li>
		<li>표준 실험실 음파 욕조를 사용하여 실온에서 1분 단위로 20mL 유리 바이알을 부드럽게 흔들고 초음파 처리하여 PyMMA가 완전히 용해될 때까지 사이클 사이를 육안으로 검사합니다(그림 1C, 왼쪽에서 세 번째와 네 번째).</li>
		<li>유리 피펫 및 고무 피펫 전구를 사용하여, 용액을 20 mL 유리 바이알로부터 50 mL 호박색 바이알로 옮긴다.</li>
		<li>50 mL 호박색 바이알을 부드럽게 흔들어 준 다음 바이알을 실온에서 2분 동안 음파 욕조에 넣어 혼합물이 균질한지 확인합니다(그림 1C, 오른쪽에서 오른쪽 및 두 번째).</li>
		<li>벌크 수지로 채워진 밀봉된 호박색 바이알을 나중에 사용할 수 있도록 흄 후드에 넣습니다. 주의: 이 프로토콜에 사용되는 일부 화학 물질은 심각한 피부 및 눈 자극 및 인간과 환경에 대한 기타 독성을 유발할 수 있습니다. 안전 데이터 시트 및 현지 규정에 따라 안전 프로토콜을 준수하는지 확인하십시오.</li>
	</ol>
</li>
</ol>3.3D 인쇄 및 표면 기능화
<ol><li>아래 단계에 따라 베이스 기판의 3D 프린팅을 수행합니다.<ol>
<li>이전에 준비된 벌크 수지(단계 2.1)를 3D 프린터 통( 재료 표 참조)에 붓고, 용액이 기포나 기타 불균질성 없이 통의 바닥 필름을 완전히 덮도록 한 다음 3D 프린터 케이스를 닫습니다.</li>
		<li>3D 프린터 화면을 사용하여 USB를 탐색하고 삼각형 재생 버튼을 클릭하여 슬라이스된 모델 파일을 선택하여 3D 인쇄 프로세스를 시작합니다.</li>
		<li>3D 프린터 화면을 보면서 인쇄된 레이어의 수를 주의 깊게 기록하고, 베이스 기판의 마지막 레이어(이 경우 레이어 29)의 3D 프린팅 중에 두 개의 세로선 일시 중지 버튼을 눌러 인쇄 프로그램을 일시 중지합니다.</li>
		<li>전체 빌드 단계를 제거하고 빌드 단계 및 인쇄 된 재료를 세척 병에서 10 초 동안 변성되지 않은 100 % 에탄올로 부드럽게 헹구어 3D 인쇄 재료 및 빌드 단계에서 잔류 벌크 수지를 제거합니다.</li>
		<li>압축 공기를 사용하여 3D 인쇄물을 부드럽게 말리고 잔류 에탄올을 제거한 다음 빌드 스테이지를 3D 프린터에 다시 삽입합니다.</li>
		<li>3D 프린터에서 통을 꺼내고 남은 벌크 수지를 호박색 바이알에 붓습니다. 바이알을 서늘하고 어두운 곳에 보관하십시오.</li>
		<li>세척 병에서 변성되지 않은 100 % 에탄올을 사용하여 통을 조심스럽게 헹구어 잔류 벌크 수지를 제거하십시오.</li>
		<li>압축 공기 스트림을 사용하여 통을 건조시켜 잔류 에탄올을 제거하고 통을 3D 프린터에 다시 넣습니다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>표면 기능화를 수행합니다.<ol>
<li>이전에 준비된 표면 수지(단계 2.2)를 3D 프린터 통에 붓고 용액이 기포나 기타 불균질성 없이 바닥 필름을 완전히 덮도록 한 다음 3D 프린터 케이스를 닫습니다.</li>
		<li>삼각형 재생 버튼을 클릭하여 3D 프린팅 프로그램을 재개하여 미리 결정된 표면 패터닝이 발생할 수 있도록 합니다.</li>
		<li>인쇄 프로그램이 완료되면 3D 프린터에서 빌드 단계를 제거하고 세척 병을 사용하여 변성되지 않은 100 % 에탄올로 10 초 동안 세척하여 3D 인쇄 재료 및 빌드 단계에서 잔류 표면 수지를 제거합니다.</li>
		<li>압축 공기(유량, 30L/min)를 사용하여 3D 인쇄물을 부드럽게 건조시키고 잔류 에탄올을 제거하는 스테이지를 구축합니다.</li>
		<li>빌드 단계에 계속 부착되어 있는 동안, 전체 빌드 단계를 반전시키고 15분 동안 405nm 빛 아래에 놓아서 재료를 사후 경화시킵니다.</li>
		<li>얇은 금속판 또는 페인트 스크레이퍼를 사용하여 표면 기능화 된 3D 인쇄 재료를 빌드 단계에서 부드럽게 제거하십시오.</li>
		<li>추가 조정 없이 재료의 기계적 및 표면 특성을 분석합니다.</li>
	</ol>
</li>
</ol>4. 3D 프린팅 샘플 분석
<ol><li>형광 분석을 수행한다.<ol>
<li>3D 인쇄된 표면 기능화된 재료를 어두운 곳에 312nm UV 가스 방전 램프( 재료 표 참조) 아래에 놓고 표면 기능화된 층이 위로 향하도록 합니다.</li>
		<li>램프를 켜서 표층부를 312 nm 광으로 지속적으로 조사하고 형광 패턴을 관찰하십시오. 필요한 경우 사진을 찍으십시오. 참고: 이것은 육안 검사 단계입니다. 시간을 지정할 수 없습니다. 관찰이 진행되는 동안 조사는 계속됩니다.</li>
		<li>3D 프린트된 표면 기능화된 재료를 형광 이미저에 넣습니다. 제공된 소프트웨어를 사용하여 Trans-UV(302nm) 가스 방전원을 사용하여 상부 및 하부 표면의 디지털 형광 이미지를 캡처 합니다(재료 표 참조).</li>
	</ol>
</li>
	<li>인장 특성 분석을 수행한다.<ol>
<li>개 뼈 표본의 게이지와 두께를 측정하십시오 (밀리미터).</li>
		<li>개 뼈 모양의 시편을 인장 시험기의 그립 사이에 놓고 3D 인쇄 된 재료가 표준 문서에 지정된 거리 (이 경우 50.3mm)에 동일하게 배치되도록하십시오.</li>
		<li>인장 시험 프로그램을 설정; 이 경우 리프트 속도는 1.1mm/min으로 설정되었고, 샘플 수는 초당 10개로 설정되었습니다.</li>
		<li>프로그램을 시작하여 힘 (N) 대 이동 (mm) 데이터를 획득하십시오.</li>
		<li>샘플이 준비되면 컴퓨터를 중지하고 데이터를 . CSV 파일 확장자.</li>
		<li>힘 컬럼의 각 점을 게이지 영역(mm2, 게이지 폭에 게이지 두께를 곱하여 구함)으로 나눔으로써 힘(N) 데이터를 응력(MPa)으로 변환합니다.</li>
		<li>모든 지점에서 게이지 길이(50.3mm)만큼 이동 데이터를 다이빙하고 각 결과에 100을 곱하여 이동 데이터를 변형률(%)로 변환합니다.</li>
		<li>사다리꼴 규칙을 사용하여 인성(MJ/m3)을 계산하여 응력-변형 곡선 아래의 면적을 계산합니다.</li>
		<li>응력의 기울기(MPa) 대 영 계수(MPa)를 계산 합니다. 탄성 영역에서 변형률 (%) 곡선, 이 작업에서 1 % -2 % 신장27.</li>
	</ol>
</li>
</ol>

<ol><li>Ligon, S. C., Liska, R., Stampfl, J., Gurr, M., Mülhaupt, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Polymers+for+3D+printing+and+customized+additive+manufacturing%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Reviews%22%5BJournal%5D)">Polymers for 3D printing and customized additive manufacturing.</a> Chemical Reviews. 117 (15), 10212-10290 (2017).</li>
<li>Lewis, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Direct+ink+writing+of+3D+functional+materials%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Functional+Materials%22%5BJournal%5D)">Direct ink writing of 3D functional materials.</a> Advanced Functional Materials. 16 (17), 2193-2204 (2006).</li>
<li>Kumar, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Selective+laser+sintering%3A+A+qualitative+and+objective+approach%5BTitle%5D)+AND+%22JOM%22%5BJournal%5D)">Selective laser sintering: A qualitative and objective approach.</a> JOM. 55 (10), 43-47 (2003).</li>
<li>Jung, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Designing+with+light%3A+Advanced+2D%2C+3D%2C+and+4D+materials%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Materials%22%5BJournal%5D)">Designing with light: Advanced 2D, 3D, and 4D materials.</a> Advanced Materials. 32 (18), 1903850(2020).</li>
<li>Lim, K. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fundamentals+and+applications+of+photo-cross-linking+in+bioprinting%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Reviews%22%5BJournal%5D)">Fundamentals and applications of photo-cross-linking in bioprinting.</a> Chemical Reviews. 120 (19), 10662-10694 (2020).</li>
<li>Chen, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Photoinitiators+derived+from+natural+product+scaffolds%3A+Monochalcones+in+three-component+photoinitiating+systems+and+their+applications+in+3D+printing%5BTitle%5D)+AND+%22Polymer+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Photoinitiators derived from natural product scaffolds: Monochalcones in three-component photoinitiating systems and their applications in 3D printing.</a> Polymer Chemistry. 11 (28), 4647-4659 (2020).</li>
<li>Chen, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Novel+D-%CF%80-A+and+A-%CF%80-D-%CF%80-A+three-component+photoinitiating+systems+based+on+carbazole%2Ftriphenylamino+based+chalcones+and+application+in+3D+and+4D+printing%5BTitle%5D)+AND+%22Polymer+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Novel D-π-A and A-π-D-π-A three-component photoinitiating systems based on carbazole/triphenylamino based chalcones and application in 3D and 4D printing.</a> Polymer Chemistry. 11 (40), 6512-6528 (2020).</li>
<li>Zhang, J., Xiao, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((3D+printing+of+photopolymers%5BTitle%5D)+AND+%22Polymer+Chemistry%22%5BJournal%5D)">3D printing of photopolymers.</a> Polymer Chemistry. 9 (13), 1530-1540 (2018).</li>
<li>Zhu, Y., Ramadani, E., Egap, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Thiol+ligand+capped+quantum+dot+as+an+efficient+and+oxygen+tolerance+photoinitiator+for+aqueous+phase+radical+polymerization+and+3D+printing+under+visible+light%5BTitle%5D)+AND+%22Polymer+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Thiol ligand capped quantum dot as an efficient and oxygen tolerance photoinitiator for aqueous phase radical polymerization and 3D printing under visible light.</a> Polymer Chemistry. 12 (35), 5106-5116 (2021).</li>
<li>Jiang, P., Ji, Z., Wang, X., Zhou, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Surface+functionalization+-+a+new+functional+dimension+added+to+3D+printing%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Materials+Chemistry+C%22%5BJournal%5D)">Surface functionalization - a new functional dimension added to 3D printing.</a> Journal of Materials Chemistry C. 8 (36), 12380-12411 (2020).</li>
<li>Gonzalez, G., Chiappone, A., Dietliker, K., Pirri, C. F., Roppolo, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fabrication+and+functionalization+of+3D+printed+polydimethylsiloxane-based+microfluidic+devices+obtained+through+digital+light+processing%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Materials+Technologies%22%5BJournal%5D)">Fabrication and functionalization of 3D printed polydimethylsiloxane-based microfluidic devices obtained through digital light processing.</a> Advanced Materials Technologies. 5 (9), 2000374(2020).</li>
<li>Yao, X., Song, Y., Jiang, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Applications+of+bio-inspired+special+wettable+surfaces%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Materials%22%5BJournal%5D)">Applications of bio-inspired special wettable surfaces.</a> Advanced Materials. 23 (6), 719-734 (2011).</li>
<li>Bose, S., Robertson, S. F., Bandyopadhyay, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Surface+modification+of+biomaterials+and+biomedical+devices+using+additive+manufacturing%5BTitle%5D)+AND+%22Acta+Biomaterialia%22%5BJournal%5D)">Surface modification of biomaterials and biomedical devices using additive manufacturing.</a> Acta Biomaterialia. 66, 6-22 (2018).</li>
<li>Wang, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((i3DP%2C+a+robust+3D+printing+approach+enabling+genetic+post-printing+surface+modification%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Communications%22%5BJournal%5D)">i3DP, a robust 3D printing approach enabling genetic post-printing surface modification.</a> Chemical Communications. 49 (86), 10064-10066 (2013).</li>
<li>Lee, K., Corrigan, N., Boyer, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rapid+high-resolution+3D+printing+and+surface+functionalization+via+type+I+photoinitiated+raft+polymerization%5BTitle%5D)+AND+%22Angewandte+Chemie+International+Edition%22%5BJournal%5D)">Rapid high-resolution 3D printing and surface functionalization via type I photoinitiated raft polymerization.</a> Angewandte Chemie International Edition. 60 (16), 8839-8850 (2021).</li>
<li>Zhang, Z., Corrigan, N., Bagheri, A., Jin, J., Boyer, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+versatile+3D+and+4D+printing+system+through+photocontrolled+raft+polymerization%5BTitle%5D)+AND+%22Angewandte+Chemie+International+Edition%22%5BJournal%5D)">A versatile 3D and 4D printing system through photocontrolled raft polymerization.</a> Angewandte Chemie International Edition. 58 (50), 17954-17963 (2019).</li>
<li>Corrigan, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reversible-deactivation+radical+polymerization+%28controlled%2Fliving+radical+polymerization%29%3A+From+discovery+to+materials+design+and+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Progress+in+Polymer+Science%22%5BJournal%5D)">Reversible-deactivation radical polymerization (controlled/living radical polymerization): From discovery to materials design and applications.</a> Progress in Polymer Science. 111, 101311(2020).</li>
<li>Moad, G., Rizzardo, E., Thang, S. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Living+radical+polymerization+by+the+raft+process+-+A+third+update%5BTitle%5D)+AND+%22Australian+Journal+of+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Living radical polymerization by the raft process - A third update.</a> Australian Journal of Chemistry. 65 (8), 985-1076 (2012).</li>
<li>Chiefari, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Living+free-radical+polymerization+by+reversible+addition%E2%88%92Fragmentation+chain+transfer%3A+The+RAFT+process%5BTitle%5D)+AND+%22Macromolecules%22%5BJournal%5D)">Living free-radical polymerization by reversible addition−Fragmentation chain transfer: The RAFT process.</a> Macromolecules. 31 (16), 5559-5562 (1998).</li>
<li>Fromel, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((User-friendly+chemical+patterning+with+digital+light+projection+polymer+brush+photolithography%5BTitle%5D)+AND+%22European+Polymer+Journal%22%5BJournal%5D)">User-friendly chemical patterning with digital light projection polymer brush photolithography.</a> European Polymer Journal. 158, 110652(2021).</li>
<li>Fromel, M., Li, M., Pester, C. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Surface+engineering+with+polymer+brush+photolithography%5BTitle%5D)+AND+%22Macromolecular+Rapid+Communications%22%5BJournal%5D)">Surface engineering with polymer brush photolithography.</a> Macromolecular Rapid Communications. 41 (18), 2000177(2020).</li>
<li>Wang, C. -G., Chen, C., Sakakibara, K., Tsujii, Y., Goto, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Facile+fabrication+of+concentrated+polymer+brushes+with+complex+patterning+by+photocontrolled+organocatalyzed+living+radical+polymerization%5BTitle%5D)+AND+%22Angewandte+Chemie+International+Edition%22%5BJournal%5D)">Facile fabrication of concentrated polymer brushes with complex patterning by photocontrolled organocatalyzed living radical polymerization.</a> Angewandte Chemie International Edition. 57 (41), 13504-13508 (2018).</li>
<li>Zoppe, J. O., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Surface-initiated+controlled+radical+polymerization%3A+state-of-the-art%2C+opportunities%2C+and+challenges+in+surface+and+interface+engineering+with+polymer+brushes%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Reviews%22%5BJournal%5D)">Surface-initiated controlled radical polymerization: state-of-the-art, opportunities, and challenges in surface and interface engineering with polymer brushes.</a> Chemical Reviews. 117 (3), 1105(2017).</li>
<li>Pester, C. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ambiguous+antifouling+surfaces%3A+Facile+synthesis+by+light-mediated+radical+polymerization%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Polymer+Science+Part+A%3A+Polymer+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Ambiguous antifouling surfaces: Facile synthesis by light-mediated radical polymerization.</a> Journal of Polymer Science Part A: Polymer Chemistry. 54 (2), 253-262 (2016).</li>
<li>Poelma, J. E., Fors, B. P., Meyers, G. F., Kramer, J. W., Hawker, C. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fabrication+of+complex+three-dimensional+polymer+brush+nanostructures+through+light-mediated+living+radical+polymerization%5BTitle%5D)+AND+%22Angewandte+Chemie+International+Edition%22%5BJournal%5D)">Fabrication of complex three-dimensional polymer brush nanostructures through light-mediated living radical polymerization.</a> Angewandte Chemie International Edition. 52 (27), 6844-6848 (2013).</li>
<li>Zhu, Y., Egap, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((PET-RAFT+polymerization+catalyzed+by+cadmium+selenide+quantum+dots+%28QDs%29%3A+Grafting-from+QDs+photocatalysts+to+make+polymer+nanocomposites%5BTitle%5D)+AND+%22Polymer+Chemistry%22%5BJournal%5D)">PET-RAFT polymerization catalyzed by cadmium selenide quantum dots (QDs): Grafting-from QDs photocatalysts to make polymer nanocomposites.</a> Polymer Chemistry. 11 (5), 1018-1024 (2020).</li>
<li>ASTM International. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((ASTM+Standard+D638-14%3A+Standard+Test+method+for+tensile+properties+of+plastics%5BTitle%5D)+AND+%22ASTM+International%22%5BJournal%5D)">ASTM Standard D638-14: Standard Test method for tensile properties of plastics.</a> ASTM International. , (2014).</li>
<li>Moad, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((RAFT+%28Reversible+addition-fragmentation+chain+transfer%29+crosslinking+%28co%29polymerization+of+multi-olefinic+monomers+to+form+polymer+networks%5BTitle%5D)+AND+%22Polymer+International%22%5BJournal%5D)">RAFT (Reversible addition-fragmentation chain transfer) crosslinking (co)polymerization of multi-olefinic monomers to form polymer networks.</a> Polymer International. 64 (1), 15-24 (2015).</li>
<li>Li, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((SI-PET-RAFT%3A+Surface-initiated+photoinduced+electron+transfer-reversible+addition-fragmentation+chain+transfer+polymerization%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Macro+Letters%22%5BJournal%5D)">SI-PET-RAFT: Surface-initiated photoinduced electron transfer-reversible addition-fragmentation chain transfer polymerization.</a> ACS Macro Letters. 8 (4), 374-380 (2019).</li>
</ol>

저자는 이해 상충을 선언하지 않습니다.

본 프로토콜은 독립적으로 조정 가능한 벌크 및 계면 특성을 갖는 중합체 물질의 3D 프린팅 공정을 시연한다. 이 절차는 베이스 기판을 3D 프린팅하고 이어서 동일한 3D 프린팅 하드웨어를 사용하되 다른 기능성 수지를 사용하여 3D 프린팅 물체의 표면층을 수정함으로써 두 단계 방법을 통해 수행됩니다. 이 작업에 사용된 3D 프린터는 가교된 재료를 레이어별로 인쇄하도록 설계되었지만 동일한 하드웨어를 사용하여 표면 기능화를 수행할 수도 있습니다. 이 프로토콜에서 볼 수 있듯이 표면 기능화를 위해 3D 프린터 하드웨어를 사용하는 이점은 이전에 인쇄된 3D 인쇄 폴리머 재료에 공간적으로 제어된 화학 패턴을 쉽게 적용할 수 있다는 것입니다.
3D 모델의 설계를 위해 재료 위에 단일 레이어가 포함되며 이는 표면 패턴 역할을합니다. 상이한 패터닝 결과는 표면 수지 중의 시약의 농도, 층 두께, 및 표층부에 대한 층 경화 시간에 따라 얻어질 것이다. 예를 들어, 현재의 작업에서,...

적층 제조 및 3D 프린팅은 기하학적으로 복잡한 재료의 제조를 위한 보다 효율적이고 쉬운 경로를 제공함으로써 재료 제조에 혁명을 일으켰습니다1. 3D 프린팅의 향상된 설계 자유 외에도, 이러한 기술은 층별 제조 공정에서 전구체 재료를 신중하게 사용하여 기존의 감산 제조 공정보다 낭비를 줄입니다. 1980년대부터 고분자, 금속 및 세라믹 부품을 제조하기 위해 다양한 3D 프린팅 기술이 개발되었습니다1. 가장 일반적으로 사용되는 방법에는 융합 필라멘트 제조 및 직접 잉크 기입 기술과 같은 압출 기반 3D 인쇄2, 선택적 레이저 소결3과 같은 소결 기술뿐만 아니라 레이저 및 프로젝션 기반 광 조형 및 마스킹된 디지털 광 처리 기술과 같은 수지 기반 광유도 3D 인쇄 기술이 포함됩니다4 . 오늘날 존재하는 많은 3D 프린팅 기술 중에서 광유도 3D 프린팅 기술은 더 높은 해상도와 빠른 인쇄 속도뿐만 아니라 실온에서 액체 수지의 응고를 수행 할 수있는 능력을 포함하여 다른 방법에 비해 몇 가지 이점을 제공하여 고급 생체 재료 3D 프린팅의 가능성을 열 어줍니다4,5,6,7,8, 9.
이러한 장점으로 인해 많은 분야에서 3D 인쇄가 널리 채택 될 수 있었지만 3D 인쇄 재료 특성을 독립적으로 조정할 수있는 제한된 기능은 향후 응용 분야를 제한합니다10. 특히, 계면 특성과 독립적으로 벌크 기계적 특성을 쉽게 조정할 수 없기 때문에 미세하게 맞춤화 된 생체 적합성 표면과 종종 부피가 크게 다른 벌크 특성뿐만 아니라 방오 및 항균 표면, 센서 재료 및 기타 스마트 재료가 필요한 임플란트와 같은 응용 분야가 제한됩니다.11,12,13 . 연구자들은 이러한 문제를 극복하기 위해 3D 인쇄 재료의 표면 개질을보다 독립적으로 맞춤화 가능한 벌크 및 계면 특성을 제공 할 것을 제안했습니다10,14,15.
최근에, 우리 그룹은 네트워크 폴리머 합성을 매개하기 위해 가역적 추가 단편화 사슬 전달 (RAFT) 중합을 이용하는 광유도 3D 프린팅 공정을 개발했습니다15,16. RAFT 중합은 중합 공정에 대한 높은 수준의 제어를 제공하고 미세하게 조정 된 분자량 및 토폴로지 및 광범위한 화학 범위 17,18,19를 가진 거대 분자 물질의 생산을 허용하는 가역적 불활성화 라디칼 중합의 한 유형입니다. 주목할 만하게, RAFT 중합 동안 사용되는 티오카르보닐티오 화합물, 또는 RAFT 제제는 중합 후에 유지된다. 따라서 이들은 거대분자 물질의 화학적 및 물리적 특성을 추가로 변형시키기 위해 재활성화될 수 있다. 따라서, 3D 프린팅 후에, 3D 프린트된 재료의 표면 상의 이러한 휴면 RAFT 에이전트는 기능성 단량체의 존재 하에 재활성화되어 맞춤형 재료 표면20,21,22,23,24,25,26을 제공할 수 있다. 이차 표면 중합은 계면 재료 특성을 지시하고 광화학적 개시를 통해 공간적으로 제어된 방식으로 수행될 수 있다.
본 프로토콜은 광유도 RAFT 중합 공정을 통해 고분자 물질을 3D 프린팅하는 방법 및 후속 계내 표면 개질을 통해 벌크 재료의 기계적 특성과 독립적으로 계 면 특성을 변조하는 방법을 기술한다. 이전의 3D 프린팅 및 표면 개질 접근법과 비교할 때, 현재의 프로토콜은 탈산소화 또는 기타 엄격한 조건을 필요로하지 않으므로 비 전문가가 쉽게 접근 할 수 있습니다. 또한 3D 프린팅 하드웨어를 사용하여 초기 재료 제작과 표면 사후 기능화를 모두 수행하면 재료 특성에 대한 공간 제어가 가능하며 복잡한 패턴을 만들기 위해 여러 가지 포토 마스크의 지루한 정렬없이 수행 할 수 있습니다.

<table><tbody><tr><td>1-pyrenemethyl methacrylate</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>765120</td><td></td></tr><tr><td>2-(n-butylthiocarbonothioylthio) 프로판산</td><td>Boron Molecular</td><td>BM1640</td><td></td></tr><tr><td>3D 프린터</td><td>Photon</td><td>Mono S</td><td>디지털 마스크 표면에서의 광도 = 0.81 mW cm-2</td></tr><tr><td>3D 프린팅 슬라이싱 소프트웨어</td><td></td><td>Photon Photon Workshop V2.1.19</td><td></td></tr><tr><td>40kHz 초음파 수조</td><td>Thermoline</td><td>UB-410</td><td></td></tr><tr><td>압축 공기</td><td>코어</td><td>130kPa에서 작동하는</td>가스 <td>230142</td> 탱크</tr><tr><td>컴퓨터 지원 설계 프로그램</td><td>SpaceClaim SpaceClaim</td><td>Design Manager V19.1</td><td></td></tr><tr><td>Diphenyl (2,4,6-trimethylbenzoyl) phosphine oxide</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>415952</td><td></td></tr><tr><td>Ethanol Undenatured 100%</td><td>AR ChemSupply</td><td>EL043-2.5L-P</td><td></td></tr><tr><td>에탄올 세척 병</td><td>Rowe Scientific</td><td>AZLWGF541P</td><td></td></tr><tr><td>형광 이미저</td><td>Bio-Rad</td><td>Gel Doc XR+</td><td>302 nm 가스 방전 램프를 방출원으로 사용</td></tr><tr><td>광도 파워 미터</td><td>Newport</td><td>843-R</td><td></td></tr><tr><td>기계 테스터</td><td>마크; 10</td><td>ESM303</td><td>1 kN 힘 게이지 M5&ndash; 200</td></tr><tr><td>성형 가능한 플라스틱 필름</td><td>파라 필름</td><td>PM992</td><td></td></tr> <tr><td> N , N-dimethlacrylamide</td><td>시그마 알드리치</td><td>274135</td><td></td></tr> <tr><td>< > N N -Dimethylformamide HPLC</td><td>ChemSupply</td><td>LC1051-G4L</td><td></td></tr><tr><td>폴리 (에틸렌 글리콜) 디 아크릴레이트 평균 Mn 250</td><td>시그마 알드리치</td><td>475629</td><td></td></tr><tr><td>포스트 큐어 램프</td><td>Leoway</td><td>&lrm; B0869BY79P</td><td>60 W, 405 nm</td></tr><tr><td>표준 문서</td><td>, ASTM</td><td>ASTM 표준 D638-14</td><td></td></tr>, <tr><td>인장 시험기</td><td>Mark-10</td><td></td><td></td></tr><tr><td>UV Light</td><td>Fisher Scientific</td><td>11-982-30</td><td>6 W Spectroline E-Series, 가스 방전 램프,</td></tr><tr><td>Vortex Mixer, IKA Vortex 3</td><td>LabTek</td><td>3340000I</td><td></td></tr></tbody></table>

3d 프린팅 및 타입 i 광개시를 통한 현장 표면 개질 가역 추가 단편화 체인 이송 중합

3D Printing and In Situ Surface Modification via Type I Photoinitiated Reversible Addition-Fragmentation Chain Transfer Polymerization

3D 프린팅은 기하학적으로 복잡한 재료에 쉽게 접근할 수 있게 해줍니다. 그러나, 이들 물질은 수지의 화학적 조성에 의존적으로 본질적으로 연결된 벌크 및 계면 특성을 갖는다. 현재 작업에서 3D 인쇄 재료는 보조 표면 개시 중합 공정을 통해 3D 프린터 하드웨어를 사용하여 사후 기능화되므로 벌크 및 계면 재료 특성에 대한 독립적 인 제어를 제공합니다. 이 공정은 단관능성 단량체, 가교 다관능성 단량체, 중합 개시를 가능하게 하는 광화학적으로 불안정한 종, 그리고 비판적으로 가역적 부가-단편화 사슬 전달(RAFT) 중합을 용이하게 하는 티오카르보닐티오 화합물을 포함하는 액체 수지를 제조하는 것으로 시작된다. 일반적으로 RAFT 제제로 알려진 티오카르보닐티오 화합물은 사슬 성장 중합 공정을 매개하고 보다 균질한 네트워크 구조를 갖는 중합체 물질을 제공한다. 액체 수지는 시판되는 디지털 광 처리 3D 프린터를 사용하여 층별로 경화되어 공간적으로 제어된 기하학을 갖는 3차원 재료를 수득한다. 초기 수지는 제거되고 기능성 단량체 및 광개시 종을 함유하는 새로운 혼합물로 대체된다. 그런 다음 3D 인쇄 된 재료는 새로운 기능성 단량체 혼합물이있는 상태에서 3D 프린터의 빛에 노출됩니다. 이를 통해 광유도 표면-개시 중합은 3D 인쇄물의 표면 상의 잠재성 RAFT 작용제 그룹으로부터 발생할 수 있다. 두 수지의 화학적 유연성을 감안할 때,이 공정은 맞춤형 벌크 및 계면 특성으로 광범위한 3D 인쇄 재료를 생산할 수있게합니다.

3D 프린팅 및 표면 기능화를 위한 일반적인 절차는 그림 1에 나와 있습니다. 이 프로토콜에서, 네트워크 폴리머는 초기에 광유도 RAFT 중합 공정(15)을 통해 합성되고, 3D 프린터를 사용하여 층별 공정으로 물체를 제작한다(도 1A). 중합체 네트워크를 형성하기 위해 사용되는 벌크 수지는 405 nm 광에 노출될 때 라디칼을 생성하는 광불안정성 개시 종(TPO)을 함유한다. 이들 라디칼은 이어서 단량체 DMAm 및 가교제 PEGDA에 비닐 결합을 부가할 수 있으며, 이는 사슬-성장 중합 메카니즘을 통해 중합체 네트워크를 제공한다. RAFT 에이전트 BTPA는 퇴행성 사슬-전달 메커니즘을 통해 네트워크 성장을 매개하며, 이는 폴리머 재료에 증가된 균질성을 제공한다28. 층별 3D 프린팅 공...

본 프로토콜은 유형 I 광개시 가역적 부가-단편화 사슬 이동 중합 및 후속적인 계내 물질 사후 기능화를 이용한 중합체 물질의 디지털 광 처리 기반 3D 프린팅을 표면 매개 중합을 기술 한다. 광유도 3D 프린팅은 독립적으로 맞춤화되고 공간적으로 제어되는 벌크 및 계면 특성을 갖는 재료를 제공합니다.

3D 프린팅 및 타입 I 광개시를 통한 현장 표면 개질 가역 추가 단편화 체인 이송 중합

3D printing provides facile access to geometrically complex materials. However, these materials have intrinsically linked bulk and interfacial properties ...

이 프로토콜을 사용하면 3D 인쇄 재료의 벌크 및 계면 특성을 독립적으로 조정할 수 있습니다. 이를 통해 복잡한 3D 인쇄 재료를 설계하고 제작할 수 있는 유연성이 향상됩니다. 이 기술은 엄격한 반응 조건을 필요로하지 않으며 상업적으로 이용 가능한 장비를 사용하여 수행 할 수 있습니다.결과적으로이 기술을 사용하면 복잡한 3D 인쇄 재료를 훨씬 쉽게 제조 할 수 있습니다. 시작하려면 0.36 그램의 BTPA를 깨끗한 50 밀리리터 호박색 바이알에 칭량하여 벌크 수지를 준비하십시오. 마이크로 피펫을 사용하여 13.63 밀리리터의 폴리에틸렌 글리콜 디아크릴레이트와 14.94 밀리리터의 DMAm을 호박색 바이알에 첨가하십시오.알루미늄 호일로 덮인 별도의 20 밀리리터 깨끗한 유리 병에 0.53 그램의 TPO를 넣으십시오. 마이크로 피펫을 사용하여 TPO가 들어있는 20 밀리리터 유리 바이알에 10 밀리리터의 DMAm을 추가하고 캡을 사용하여 바이알을 밀봉하십시오. DMAm 중의 TPO의 용액을 10초 동안 와류 혼합기를 사용하여 혼합한 다음, 표준 실험실 음파 조를 사용하여 실온에서 2분 동안 혼합물을 초음파 처리함으로써 완전히 균질화한다.유리 피펫과 고무 피펫 전구를 사용하여 용액을 20 밀리리터 유리 바이알에서 50 밀리리터 호박색 바이알로 옮기고 뚜껑과 성형 가능한 플라스틱 필름으로 바이알을 밀봉하십시오. 50 밀리리터 호박색 바이알을 부드럽게 흔들어 준 다음, 바이알을 실온에서 2분 동안 음파 욕조에 넣어 혼합물이 균질하도록 한다. 벌크 수지로 채워진 밀봉된 호박색 바이알을 나중에 사용할 수 있도록 흄 후드에 넣습니다.벌크 수지의 제조를 위해 이전에 기술된 바와 같이 표면 수지를 준비한다. 표면 수지를 준비한 후, 표면 수지로 채워진 밀봉된 호박색 빌을 나중에 사용할 수 있도록 흄 후드에 놓는다. 3D 인쇄를 수행하려면 이전에 준비된 벌크 수지를 3D 프린터 용기에 붓고 용액이 기포 또는 기타 불균질없이 통의 바닥 필름을 완전히 덮은 다음 3D 프린터 케이스를 닫으십시오.3D 프린터 화면을 사용하여 USB를 탐색하고 삼각형 재생 버튼을 클릭하여 슬라이스된 모델 파일을 선택하여 3D 인쇄 프로세스를 시작합니다. 3D 프린터 화면을 보면서 인쇄 된 레이어 수를주의 깊게 기록하고 기본 기판의 마지막 레이어의 3D 인쇄 중에 두 개의 세로 선 일시 중지 버튼을 눌러 인쇄 프로그램을 일시 중지하십시오. 전체 빌드 단계를 제거하고 빌드 단계 및 인쇄 된 재료를 세척 병에서 10 초 동안 변성되지 않은 100 % 에탄올로 부드럽게 헹구어 3D 인쇄 재료 및 빌드 단계에서 잔류 벌크 수지를 제거합니다.압축 공기를 사용하여 3D 인쇄 재료와 빌드 스테이지를 부드럽게 건조시켜 잔류 에탄올을 제거한 다음 빌드 스테이지를 3D 프린터에 다시 삽입합니다. 3D 프린터에서 통을 꺼내고 남은 벌크 수지를 호박색 빌레에 붓고 서늘하고 어두운 곳에 보관하십시오. 세척 병에서 변성되지 않은 100 % 에탄올을 사용하여 통을 조심스럽게 헹구어 잔류 벌크 수지를 제거하십시오.압축 공기 스트림을 사용하여 통을 건조시켜 잔류 에탄올을 제거하고 통을 3D 프린터에 다시 넣습니다. 표면 기능화를 수행하려면 이전에 준비된 표면 수지를 3D 프린터 용기에 붓고 용액이 기포 또는 기타 불균질성없이 바닥 필름을 완전히 덮은 다음 3D 프린터 케이스를 닫으십시오. 삼각형 재생 버튼을 클릭하여 3D 프린팅 프로그램을 재개하여 미리 결정된 표면 패터닝이 발생할 수 있도록 합니다.인쇄 프로그램이 완료되면 3D 프린터에서 빌드 단계를 제거하고 세척 병을 사용하여 변성되지 않은 100 % 에탄올로 10 초 동안 세척하여 3D 인쇄 재료 및 빌드 단계에서 잔류 표면 수지를 제거합니다. 압축 공기를 사용하여 3D 인쇄 재료를 부드럽게 건조시키고 잔류 에탄올을 제거하는 단계를 구축하십시오. 빌드 단계에 계속 부착되어 있는 동안, 전체 빌드 단계를 반전시키고 15분 동안 405나노미터 빛 아래에 놓아서 재료를 사후 경화시킵니다.얇은 금속판 또는 페인트 스크레이퍼를 사용하여 표면 기능화 된 3D 인쇄 재료를 빌드 단계에서 부드럽게 제거하십시오. 형광 분석을 수행하려면 3D 프린팅된 표면 기능화 물질을 어두운 곳에 312나노미터 자외선 가스 배출 램프 아래에 놓고 표면 기능화된 층이 위를 향하도록 합니다. 램프를 켜서 표층부를 312 나노미터 빛으로 지속적으로 조사하고 형광 패턴을 관찰한다.인장 특성 분석을 수행하려면 개 뼈 모양의 시편을 인장 시험기의 그립 사이에 놓고 3D 인쇄 된 재료가 50.3 밀리미터의 거리에 똑같이 배치되도록하십시오. 힘 대 여행 데이터를 획득하는 프로그램을 시작하십시오. 3D 프린팅 및 표면 기능화 후, 물질을 405 나노미터 조사 하에 사후 경화시켰다.기능화 된 물질은 노란색이지만 잘 정의 된 모양으로 매우 투명하다는 것이 관찰되었습니다. 기능화 된 물질은 어둠 속에서 형광을 나타내지 않습니다. 그러나, 자외선 조사시, 공간적으로 분해된 표면 형광은 표면 기능화 단계 동안 광으로 조사된 영역에서 관찰되었고, 약간 상승된 음양 패턴으로서 보인다.형광 이미지는 물질의 아래쪽이 자외선 조사 하에서 형광을 나타내지 않았음을 보여주었다. 그러나, 물질의 윗면은 음양 패턴에서 강한 형광을 보였다. 3D 프린팅된 개 뼈 형상 샘플의 기계적 특성을 분석하고 응력-변형 곡선을 얻었다.이 물질은 탄성 변형을 보여 약 25 메가 파스칼의 항복 응력을 제공 한 다음 실패 전에 소성 변형을 일으켰습니다. 파단 신도는 약 12 %였으며 파단 응력은 약 22 메가 파스칼이었습니다. 영 모듈러스는 약 7 메가 파스칼로 계산되었지만 인성은 입방 미터 당 약 115 메가 줄이었습니다.표면 상주가 통(통) 필름을 완전히 덮고 기포 또는 의도한 표면 패턴에서 편차를 초래할 수 있는 기타 결함이 없는지 확인하는 것이 중요합니다.

3d-printing-situ-surface-modification-via-type-i-photoinitiated

Research

연구

JoVE Journal

Chemistry

화학

플라즈마 유도 중합 조작은 고분자막의 표면에 중합 개시에 기술된다. 광 변색 물질과 이식 고분자의 추가 postmodification는 빛에 반응 세포막의 투과성 측정을 수행하는 프로토콜을 제시한다.

결합 표면의 접목 및 Postmodification 과정에 의한 빛의 응답 멤브레인의 제조

생물학적 리간드의 미시적 패턴으로 기능화된 세포 배양 기질은 조직 공학 분야에서 엄청난 유용성을 가지고 있습니다. 여기에서는 생물학적 리간드의 공간적으로 정밀하고 부위별 고정을 가능하게 하는 직교 화학을 제시하는 여러 미세 패턴의 폴리(에틸렌 글리콜) 브러시를 사용하여 조직 배양 기질의 다양하고 자동화된 제조를 보여줍니다.

로봇 미세 접촉 인쇄 (R-μCP)를 사용하여 복합 문화 기판 및 순차 친 핵성 치환 제조

신규 방법론은 합성 및 프로그램 주쇄 액정 엘라스토머 시판 출발 단량체를 사용하기 위해 제시된다. 작동 성능은 프로그래밍 동안인가 변형량에 의존하면서 열 기계적 특성은 넓은 범위, 가교제의 양을 조절하여 맞춤되었다.

이단 티올 레이트 반응을 이용하여 프로그래밍 주쇄 액정 엘라스토머의 합성

전기 활성 폴리머로 구성된 나노 입자의 합성 및 제조를 위한 프로토콜이 제시됩니다.

전기 활성 고분자 나노 입자 출전 광열 등록

이 기사에서는 가시광선 매개 분산 중합을 사용하여 고분자 자체 조립 나노 입자를 생산하는 공정에 대해 설명합니다. 저에너지 가시광선을 사용하여 중합을 제어하면 높은 고형분 함량에서 자체 조립된 웜 같은 미셀의 재현 가능한 형성이 가능합니다.

Photoredox 촉매를 사용하여 가시 광선 중재 분산 중합에 의해 웜 형상 미셀 손쉬운 합성

여기에 제시된 프로토콜은 포유류 세포 내의 세포골격 구조를 연구하기 위하여 세포 모양을 표준화하는 micro패턴의 자동화된 제조를 가능하게 합니다. 이 사용자 친화적 인 기술은 시판되는 이미징 시스템으로 설정할 수 있으며 표준 세포 생물학 실험실에 접근 할 수없는 특수 장비를 필요로하지 않습니다.

적외선 레이저 보조 마이크로패터닝을 통한 세포 지오메트리 제어

이 프로토콜은 삼중 융합 상향 변환 촉진 체적 3D 인쇄를위한 광 중합성 수지에 후속 사용하기위한 상향 변환 나노 캡슐의 합성을 자세히 설명합니다.

삼중 융합 상향 변환 나노 캡슐 합성

비침습적 실시간 기술을 통해 폴리머 필라멘트 내부의 나노스코픽 폴리머 모션이 3D 프린팅 중에 이미지화됩니다. 이 모션을 미세 조정하는 것은 최적의 성능과 외관을 가진 구조물을 생산하는 데 매우 중요합니다. 이 방법은 플라스틱 레이어 융합의 핵심에 도달하여 최적의 인쇄 조건 및 재료 설계 기준에 대한 통찰력을 제공합니다.

3D 프린팅 레이어의 결합에 대한 실시간 이미징

마이크로미터 규모의 3D 프린팅을 통해 신경 세포 배양을 위한 고분자 장치의 신속한 프로토타이핑이 가능합니다. 원리 증명으로, 뉴런 사이의 구조적 연결은 신경돌기 성장에 영향을 미치는 장벽과 채널을 만들어 제한되었으며, 이러한 조작의 기능적 결과는 세포 외 전기 생리학에 의해 관찰되었습니다.

2광자 중합 마이크로 스케일 신경 세포 배양 장치의 3D 프린팅

레이저 미세 가공을 사용하여 빛 흡수 복합 고분자 재료, 특히 자기 활성 엘라스토머(MAE)의 표면 지형을 부과하는 방법이 제시됩니다. 이 방법은 지형 설계 및 신속한 프로토타이핑에서 큰 유연성을 가능하게 합니다. MAE 표면 구조화, 특성화 및 외부 자기장에 대한 반응의 예가 시연됩니다.

폴리머 표면 지형 설계를 위한 레이저 미세 가공

배우세요 타입 I 광개시 가역 추가 단편화 체인 이송 중합을 이용한 3D 프린팅 표면 개질 기법입니다. 이 방법은 벌크와 계면 특성을 독립적으로 조절하여 복잡한 3D 구조 설계의 유연성을 높입니다.

3D 프린팅 및 타입 I 광개시를 통한 현장 표면 개질 가역 추가 단편화 체인 이송 중합

더 많은 동영상 탐색