Conjunto interativo de modelos moleculares com impressão 3D

A impressão 3D é uma tecnologia cada vez mais disponível e acessível. Este protocolo pode ser usado para imprimir e montar modelos moleculares físicos que retenham as qualidades dinâmicas dos sistemas moleculares reais. A interatividade com modelos moleculares é geralmente limitada a mostrar conectividade.

A impressão 3D pode abrir a exploração da conformação neste trem, e o movimento molecular em uma variedade de escalas. É difícil transmitir movimento em um manuscrito estático. Por isso, é valioso poder ver como os modelos podem ser impressos, montados e manipulados.

Para preparar os arquivos do modelo para impressão 3D, baixe os arquivos de estereotipografia suplementar fornecidos e carregue os arquivos para um computador com um programa fatiador. Importe um dos arquivos de ligação carbon_atom_SP3, átomo de hidrogênio ou carbono-carbono no programa de fatiador e selecione o formato milimétrico para as unidades se a opção estiver disponível. Clique em Importar no painel de modelos da janela principal e importe tanto os arquivos de fundo duplo do átomo de hidrogênio quanto o átomo de hidrogênio duplo do navegador de arquivos resultante.

Para dimensionar o modelo importado para o tamanho desejado, clique duas vezes no modelo gráfico no display principal para abrir um painel de edição de modelos que permite a tradução, rotação e dimensionamento do modelo de destino. Para duplicar os modelos para gerar uma matriz de modelos, selecione a opção Modelos Duplicados no menu Editar e digite o número de peças do modelo na caixa de diálogo. Clique em Central e Organize no painel de modelos da janela principal para organizar os modelos próximos ao centro da plataforma de compilação e use Add do painel de processo da janela principal para definir as configurações de processamento de modelos apropriadas para impressões-alvo.

Em seguida, corte o modelo em camadas de impressão para gerar um caminho de ferramentas G-Code e clique no botão Preparar para Imprimir na janela principal. Para preparar a impressora para impressão do modelo, cubra a superfície da cama de impressora nãoaquecida com fita azul do pintor e use um bastão de cola para aplicar uma fina camada de polímero na fita. Em seguida, coloque um gabinete ventilado sobre a cama da impressora para minimizar as correntes de ar que podem perturbar a impressão.

Após a impressão, remova as peças impressas do leito da impressora e remova as estruturas da jangada ou da borda da base das peças, se utilizadas. Esfregou a base da peça modelo com lixa de grão médio a fino para remover quaisquer filamentos de jangadas anexados restantes. E lixe a base do modelo carbon_atom_SP3 peças com 120 a 320 lixas de grão para remover quaisquer defeitos de superfície.

Em seguida, alise a superfície com a lixa de 320 grãos e use um pano de polimento para polir a superfície até o acabamento desejado. Quando todas as peças tiverem sido polidas, insira as extremidades conectoras da ligação carbono-carbono e as peças do modelo átomo de hidrogênio nas tomadas nas partes do modelo carbon_atom_SP3 de acordo com a topologia de ligação desejada. Apertando as peças do modelo até que um clique audível seja ouvido.

Uma vez conectado, a ligação única deve girar livremente sobre essa conexão sem separar, em seguida, montar o resto das partes impressas de acordo com a estrutura molecular desejada preenchendo qualquer tomada aberta com uma peça de modelo átomo de hidrogênio para saturar todas as partes do modelo carbon_atom_SP3. Para um ciclohexano semelhante a um anel, pose o anel com uma peça modelo de ligação carbono-carbono entre carbon_atom_SP3 peças modelo. Aqui estão as partes necessárias para a construção de um modelo molecular interativo são mostradas.

Seis átomos de carbono, seis ligações carbono-carbono, e 12 átomos de hidrogênio. Estes hidrogênios monocoloridos imprimem em cerca de 50 a 60% menos tempo devido à falta de uma nova estrutura de escudo ooze e à falta de retrações de polímeros na troca entre extrusoras ativas. As estruturas de ciclohexano montadas são funcionalmente equivalentes, mesmo que as impressões extrusoras duplas tendem a parecer moderadamente mais refinadas.

Os modelos PLA são relativamente mais refinados do que os modelos ABS direto da impressora. O tratamento de acetona resulta em um acabamento liso e alto brilho. Observe que a acetona também pode dissolver estruturas de suporte interno e modelos com defeitos de camada, no entanto, resultando em colapso do modelo.

As estruturas ciclohexana montadas são todas capazes de flexionar, distorcer e adotar conformadores relevantes da mesma forma. O menor desses modelos é o mais propenso a imprimir falhas, tornando este tamanho potencialmente muito pequeno e não recomendado sem ajustar o tamanho relativo das peças. Embora lentos para imprimir, modelos grandes são potencialmente mais eficazes para a comunicação em ambientes de palestras.

Uma vez que os átomos podem facilmente girar em relação uns aos outros, as estruturas podem ser distorcidas para encaixar em diferentes conformadores representativos de ciclohexano. Como em simulações moleculares, a bacia de conformação da cadeira é restrita, limitando os movimentos disponíveis, enquanto as estruturas na bacia do barco podem acessar fluidamente uma variedade de conformações de barcos e torcer barcos. Preparar a cama da impressora é essencial para garantir uma primeira camada bem aderida.

Sem essa camada, a impressão provavelmente falhará. Este protocolo fornece um modelo ciclohexano como exemplo, mas qualquer modelo interativo de hidrocarbonetos saturados pode ser impresso e montado com os arquivos stl fornecidos.