Доцент Школы естественных наук Дальневосточного федерального университета Михаил Тутов выиграл президентский грант на разработку фотополимерного силикона для применения в технологиях 3D-печати.

Как сообщает пресс-служба вуза, фотополимерный силикон рассматривается в контексте производства медицинских имплантатов, контактных линз, комплектующих для оборудования и автомобилей и использования в других направлениях, где требуются гибкие и прочные детали сложной конфигурации. Конкретно об изготовлении медицинских имплантатов пока речь не идет: разработкой биосовместимых вариантов ученый намеревается заняться после того, как будут получены базовые варианты фотополимера.

Силикон плохо твердеет, ему сложно придать необходимую форму — по этой причине все силиконовые детали до недавнего времени производили методами литья, литья под давлением и формовки. Если деталь габаритная или сложной формы, такие методы неудобны и экономически неэффективны.  

«Наша задача сделать так, чтобы силиконовый полимер застывал под действием ультрафиолетового изучения, что позволит использовать его в 3D-принтерах. Полимер должен быть оптически прозрачным, достаточно жидким и устойчивым при длительном хранении. Основная проблема — в силиконе мало что можно растворить. Нам нужно разработать такие добавки, которые и растворятся, и обеспечат его вулканизацию в процессе облучения ультрафиолетом», — рассказывает Михаил Тутов. 

Фотоактивные функциональные добавки ученый планирует разработать на основе перспективных соединений дендримеров — полимеров, молекулы которых имеют большое число ответвлений и похожи на крону дерева. На конце этих ответвлений находится много функциональных групп, с которыми можно вести работу. По словам Михаила Тутова, самым трудоемким и дорогостоящим процессом в работе будет синтез подходящих дендримерных молекул, однако стоимость окончательного состава будет невысока, так как на общий объем силикона потребуется сравнительно небольшое количество фотоактивного отвердителя. Поскольку в работе будет задействован коммерчески доступный силикон, финальная разработка представляется экономически целесообразной. 

Пока что 3D-печать в основном используется в производстве форм для литья силиконовых изделий, но существуют и варианты прямого аддитивного производства, как, например, 3D-принтеры с головками для смешивания двухкомпонентных материалов за авторством компании German RepRap. Еще один вариант, основанный на объемном построении силиконовых моделей во взвешенном состоянии в гелевой среде, опробован американскими учеными — основополагающая методика разработана Массачусетским технологическим институтом (MIT). Что касается разработки фотополимеров на основе силикона, то в этом направлении работает немецкая химическая компания Wacker Chemie: материалы создаются с расчетом на фирменную технологию напыления микрокапель жидкого материала с последующей засветкой ультрафиолетом.

Источник