Interactieve moleculaire modelassemblage met 3D-printen

3D-printen is een steeds meer beschikbare en toegankelijke technologie. Dit protocol kan worden gebruikt voor het afdrukken en monteren van fysieke moleculaire modellen die de dynamische kwaliteiten van echte moleculaire systemen behouden. Interactiviteit met moleculaire modellen is meestal beperkt tot het tonen van connectiviteit.

3D-printen kan de verkenning van de conformatie in deze trein openen, en moleculaire beweging op verschillende schalen. Het is moeilijk om beweging over te brengen in een statisch manuscript. Het is dus waardevol om te kunnen zien hoe modellen kunnen worden afgedrukt, geassembleerd en gemanipuleerd.

Als u de modelbestanden wilt voorbereiden voor 3D-afdrukken, downloadt u de meegeleverde aanvullende stereolithografiebestanden en uploadt u de bestanden naar een computer met een slicer-programma. Importeer een van de carbon_atom_SP3, waterstofatoom of koolstofkoolbindingsbestanden in het snijmachineprogramma en selecteer het millimeterformaat voor de eenheden als de optie beschikbaar is. Klik op Importeren in het modellenpaneel van het hoofdvenster en importeer zowel het waterstofatoom dual bottom als waterstofatoom dual top files uit de resulterende bestandsbrowser.

Als u het geïmporteerde model wilt schalen naar de gewenste grootte, dubbelklikt u op het grafische model in het hoofdscherm om een deelvenster voor het bewerken van modellen te openen waarmee het doelmodel kan worden vertaald, geroteerd en geschaald. Als u de modellen wilt dupliceren om een modelarray te genereren, selecteert u de optie Modellen dupliceren in het menu Bewerken en voert u het aantal modelonderdelen in het dialoogvenster in. Klik op Centreren en Rangschikken in het deelvenster modellen van het hoofdvenster om de modellen in de buurt van het midden van het buildplatform te rangschikken en gebruik Toevoegen vanuit het procespaneel van het hoofdvenster om de juiste modelverwerkingsinstellingen voor doelafdrukken in te stellen.

Snijd het model vervolgens in afdruklagen om een gereedschapspad van G-code te genereren en klik op de knop Voorbereiden op afdrukken in het hoofdvenster. Om de printer voor te bereiden op het afdrukken van modellen, bedekt u het oppervlak van het onverwarmde printerbed met tape van de blauwe schilder en gebruikt u een lijmstok om een dun laagje polymeer op de tape aan te brengen. Plaats vervolgens een geventileerde behuizing over het printerbed om luchtstromen te minimaliseren die de afdruk kunnen verstoren.

Haal na het afdrukken de bedrukte onderdelen uit het printerbed en verwijder de vlot- of randstructuren bij gebruik van de basis van de onderdelen. Wreef de basis van het modeldeel met medium tot fijn schuurpapier om eventuele resterende bijgevoegde vlotfilamenten te verwijderen. En zand de basis van de carbon_atom_SP3 modelonderdelen met 120 tot 320 grit schuurpapier om eventuele oppervlaktedefecten te verwijderen.

Maak vervolgens het oppervlak glad met het 320 grit schuurpapier en gebruik een poolse doek om het oppervlak naar de gewenste afwerking te polijsten. Wanneer alle stukken zijn gepolijst, steek de connector uiteinden van de koolstof-koolstof binding en de waterstof atoom model onderdelen in de sockets op de carbon_atom_SP3 model onderdelen volgens de gewenste hechting topologie. Knijp de modelonderdelen samen tot er een hoorbare klik wordt gehoord.

Eenmaal aangesloten, moet de enkele band vrij draaien over deze verbinding zonder te scheiden, dan monteren de rest van de geprinte onderdelen volgens de gewenste moleculaire structuur vullen van een open socket met een waterstof atoom model onderdeel om alle carbon_atom_SP3 modelonderdelen te verzadigen. Voor een ring-achtige cyclohexaan, vormen de ring met een carbon-carbon binding model deel tussen carbon_atom_SP3 model onderdelen. Hier zijn de onderdelen die nodig zijn voor de bouw van een interactief moleculair model worden getoond.

Zes koolstofatomen, zes koolstof-koolstof bindingen, en 12 waterstofatomen. Deze mono-gekleurde waterstofen afdrukken in ongeveer 50 tot 60% minder tijd als gevolg van het ontbreken van een nieuwe sijpelen schild structuur en een gebrek aan polymeer intrekkingen bij het schakelen tussen actieve extruders. De geassembleerde cyclohexaanstructuren zijn functioneel gelijkwaardig, zelfs als de dubbele extruderprints er meestal matig verfijnder uitzien.

De PLA-modellen zijn relatief verfijnder dan ABS-modellen direct van de printer. Aceton behandeling resulteert in een gladde en hoogglans afwerking. Houd er rekening mee dat aceton ook binnenste draagconstructies en modellen kan oplossen met laagdefecten, wat resulteert in een instorting van het model.

De geassembleerde cyclohexaanstructuren zijn allemaal in staat om relevante conformeerders op dezelfde manier te buigen, te vervormen en vast te stellen. De kleinste van deze modellen is de meest vatbare voor print gebreken, waardoor deze grootte potentieel te klein en niet aanbevolen zonder tweaken van de relatieve grootte van de onderdelen. Hoewel het langzaam wordt afgedrukt, zijn grote modellen mogelijk effectiever voor communicatie in collegeinstellingen.

Aangezien de atomen gemakkelijk ten opzichte van elkaar kunnen draaien, kunnen de structuren worden vervormd om in verschillende representatieve conformisten van cyclohexaan te klikken. Net als bij moleculaire simulaties is het bekken van de stoelcontensatie beperkt, waardoor de beschikbare bewegingen worden beperkt, terwijl structuren in het bootbekken vloeiend toegang hebben tot een verscheidenheid aan boot- en draaibootcontenties. Het voorbereiden van het printerbed is essentieel om een goed aangehangen eerste laag te garanderen.

Zonder deze laag zal de afdruk waarschijnlijk mislukken. Dit protocol biedt een cyclohexaanmodel als voorbeeld, maar elk interactief verzadigd koolwaterstofmodel kan worden afgedrukt en geassembleerd met de meegeleverde stl-bestanden.