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AM方法实现无工具、节能的热固性复合材料生产
活性光控开环复分解聚合
前沿开环易位聚合(FROMP)是一种具有前景的节能方法,用于制备高分子材料。最近的研究进展展示了FROMP在增材制造、复合材料和泡沫等多种应用中的潜力。然而,目前前沿特性主要通过改变树脂成分或环境条件来控制。在本研究中,我们提出了一种利用光化学方法控制二环戊二烯(DCPD)FROMP的策略。通过使用光碱生成剂在紫外光下抑制DCPD的FROMP,同时利用光敏剂和共引发剂在蓝光下加速FROMP,实现了对前沿速度的正交光控。此外,研究还展示了光抑制技术在前沿聚合光刻图案化中的应用。前沿聚合在空间上得到了精确控制,可以重新定向,甚至分裂成多个分支前沿。这项工作为前沿聚合的先进控制奠定了基础,为传统制造、增材制造以及形态生成制造等新兴工艺的创新提供了可能。
特朗普集团将金属3D打印业务出售给风险投资基金
德国通快公司(Trumpf)近日宣布将其金属增材制造(AM)业务出售给风险投资基金Lenbach Equity Opportunities III(LEO III)。这一决定标志着通快在战略上的重大调整,公司将专注于其核心业务,而将增材制造视为非核心业务剥离。通快长期以来一直是工业金属增材制造领域的领军企业,其机器工具和激光技术为3D打印设备的发展提供了强大支持。 此次交易涉及德国和美国的所有员工,他们将转移到位于意大利Schio的新总部。在过渡期内,通快将继续使用“TRUMPF”和“TruPrint”品牌,但未来将逐步引入新的公司名称和独立品牌标识。尽管通快的增材制造业务在行业中具有重要地位,但此次出售可能暗示该业务并未达到预期的盈利水平。 LEO III基金专注于企业剥离业务,此次收购显示出其对增材制造领域的信心。基金表示将继续为现有客户提供服务,并致力于成为该领域的技术领先者。同时,LEO III计划简化内部结构和流程,以更快速、有效地满足全球客户需求,这可能意味着现有员工将面临裁员。 这一交易在金属增材制造领域引起了广泛关注。随着欧洲ReArm计划等军事制造项目的推进,金属增材制造市场有望迎来显著增长。LEO III基金可能希望通过优化通快的增材制造业务,抓住这一市场机遇,将其发展为更具盈利能力的业务。此次出售不仅对通快来说是一次重大战略调整,也可能对金属增材制造行业产生深远影响。
通过工程化骨化中心类器官的分治策略,招募发育细胞以实现快速骨愈合
目前骨修复的主要方法集中于局部递送生长因子,旨在实现血管生成与骨生成的耦合。然而,关键尺寸骨缺损的延迟血管化和再生仍面临挑战。在本研究中,我们构建了一种类似骨化中心的类器官(OCO),其核心由负载间充质干细胞的3D打印生成的骨形态发生和神经营养球体组成,外围则分布着促血管生成的神经营养相。研究结果表明,通过“分而治之”的方式,OCO的集体植入能够快速实现骨桥接,并在骨缺损区域连续形成类似骨化中心的骨小体。单细胞RNA测序分析揭示,OCO植入后,由Krt8+骨骼干细胞(SSCs)主导的发育模拟干细胞群体通过促再生原位类器官融合和成熟被独特招募。特别值得注意的是,OCO植入后Krt8+ SSCs的特定扩增与Has1+迁移性成纤维细胞(MFs)的同步减少相伴而生。此外,通过机器学习的跨物种比较发现,骨再生过程中Krt8+ SSCs与Has1+ MFs的相对组成与发育骨组织的公开数据高度相似。我们的研究提出了一种类似“分而治之”的方法,利用工程化的骨化中心类器官实现大尺寸骨缺损的快速再生。
特温特大学获得1360万欧元资助,用于循环3D打印和透明人工智能研究
荷兰特文特大学近日从2024年荷兰研究议程(NWA)的ORC项目中获得了1360万欧元的资助,用于领导两项研究项目,分别聚焦可持续增材制造和人工智能领域。该校将主导探索3D打印在循环经济中的应用以及开发更透明的人工智能系统。 其中,由工程技术学院的Ian Gibson教授领导的Add-reAM项目,旨在通过增材制造技术修复和再制造工业部件。研究重点是通过现场翻新工艺延长部件的生命周期。该项目将联合研究人员、行业合作伙伴和市政当局,共同开发可扩展的工作流程,以减少浪费和排放。 另一个重点项目DECIDE由行为、管理和社会科学学院的Mieke Boon教授负责,致力于创建能够向用户解释其决策过程的人工智能系统。该项目将融合计算机科学、哲学、伦理学、心理学、法学、公共管理和商业等多个学科的专业知识,并计划直接引入公民参与。 此外,特文特大学还将作为合作伙伴参与其他四个项目。其中包括与艺术家合作的气候正义倡议项目JUST ART,以及专注于纳米医学开发平台的NanoMedNL。另外两个项目分别是通过社交支持网络提升青少年心理健康的STRONGER2GETHER,以及探索个性化生物年龄反馈以促进健康生活方式的BIO-COMPaSS。 此次资助来自荷兰研究议程的ORC项目,旨在通过科学家、公民、政策制定者和企业的合作,共同开发应对社会挑战的解决方案。
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专家供稿人:华南理工大学 宋长辉
高分辨率无细胞和细胞结构的液滴生物打印
美国雪城大学Kunwar等人就脱细胞基质的水凝胶的快速体积打印开展研究。研究人员利用未液滴型生物打印,并且通过使用一种无成型缸、低体积、无浪费的液滴生物打印方法,可以实现高分辨率的模型生物墨水和模型细胞的快速3D打印。该研究成果于2024年5月发表在《Biofabrication》上。研究人员开发了一个多相多体耗散粒子动力学模型来模拟基于液滴的DLP打印的动态过程,并阐明了表面润湿性和生物墨水粘度的作用。优化了光强度、光引发剂浓度和生物墨水配方等工艺变量,以打印典型层厚为50μm、XY分辨率为38±1.5μm、Z分辨率为237±5.4μm的3D软结构(约0.4–3 kPa)。同时,为了证明其多功能性,液滴生物打印用于打印一系列无细胞3D结构,如格子立方体、玛雅金字塔、心形结构和具有内皮化通道的微流体芯片。使用模型C3H/10T1/2细胞进行的液滴生物打印显示出高生存力(90%)和细胞扩散。此外,具有内衬内皮细胞的内部通道网络的微流体装置显示出强大的单层形成,而负载成骨细胞的构建体在成骨诱导后显示出矿物沉积。总体而言,液滴生物打印可能是一种低成本、无需固定、易于使用的方法,可以为一系列生物医学应用制造定制的生物打印结构。图1 无缸的基于DLP的液滴生物3D打印过程示意图
关键词: DLP 生物墨水 生物打印 少容量 无缸 生物3D打印
专家供稿人:华南理工大学 宋长辉
一种基于氧化糖原与脱细胞外基质的3D打印墨水及其制备方法和应用
生物打印技术的不断发展对3D打印墨水的研发提出更多要求,一款良好的3D打印墨水不仅需要满足支持生物打印的一般性要求,还需要满足特定损伤组织或器官修复的具体要求,通过模仿缺损部位组织的特征以提供特定的生物功能。由于与组织固有的成分相似性,脱细胞外基质(dECM)能为细胞提供适宜的生长环境及机械、生物物理和生化信号,诱导细胞的分化并促进受损组织的再生修复。然而由于dECM固有的低机械性能,在3D打印领域受到了明显限制,往往被认为是“不可打印”的。因此提高dECM的机械性能,使其满足3D打印的机械性能要求具有一定意义。通过物理和化学方法交联dECM提高其机械性能是一种可行的方法,目前已经提出了使用单官能团、双官能团或多官能团试剂的方法以及使用改性胶原的方法在相邻胶原分子的赖氨酰残基之间建立共价键。其中,最有效的是使用戊二醛(GTA)的方法,用GTA处理的胶原蛋白使材料具有高机械性能、良好的抗蛋白水解酶性和对细胞的低粘附性。然而在这种交联后的胶原基生物材料植入后,GTA的聚合物链缓慢水解成细胞毒性单体。如何开发一种基于脱细胞外基质(dECM)的3D打印墨水,在具备良好流变性、可打印性及机械性能的同时具有良好生物相容性、生物可降解性是一个巨大的挑战。该发明公开了一种基于氧化糖原与脱细胞外基质的3D打印墨水及其制备方法和应用。所述3D打印墨水由脱细胞外基质溶液和氧化糖原组成,所述脱细胞外基质的质量百分浓度为2~3%,氧化糖原的质量百分浓度为1%~2%。本发明通过使用氧化改性后的氧化糖原作为脱细胞外基质溶液的交联剂,dECM的氨基可与氧化糖原的醛基形成希夫碱键,引入动态共价键,通过化学交联的方式提高脱细胞外基质的机械性能以实现3D打印,同时氧化糖原的加入不会影响dECM的剪切稀化能力,且墨水在打印后保持结构完整,抵抗坍塌的能力逐渐提升。而且氧化糖原与脱细胞外基质交联后的支架具有良好生物相容性和生物可降解性。图1 该发明生物墨水的ALP染色与ARS对比表征图
关键词: 生物 3D 打印 组织工程 增材制造 生物3D打印
专家供稿人:机械工业信息研究院相关专家供稿
DOCOMO 采用 3D 打印建造水电基站
NTT DOCOMO 正在日本进行首次自供电水力发电蜂窝基站试验。该试验于 5 月 30 日启动,利用灌溉渠道中的水为农村地区的移动通信基站供电。该项目采用熊本县立大学教授 Yukihiro Shimatani 设计的喷射涡轮机。涡轮机使用喷嘴喷射水流来驱动旋转,从而产生电力。与传统的水力发电系统不同,这种设计将喷嘴和涡轮机集成在一起,使其适合 3D 打印。DOCOMO 的能源管理系统 (EMS) 平台将监测和控制电力,直观地展示水力发电系统所实现的二氧化碳减排量。虽然 DOCOMO 现有的 286 个绿色基站主要使用太阳能,但该计划针对的是太阳能电池板不实用的地区,以促进水力发电的使用。这项实验支持 DOCOMO 到 2030 年实现温室气体净零排放、到 2040 年实现整个供应链净零排放的目标。
关键词: 水力发电蜂窝基站 喷射涡轮机 新能源 新能源
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