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MIT工程师使用3D打印开发新型绷带 关节贴上舒适

日期: 2018-04-08
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    据悉,麻省理工学院的工程师们利用3D打印技术开发出新型绷带,比传统绷带更紧绷和更舒适。新型绷带由一种特殊的橡胶薄膜制成,可以更服帖在你的皮肤上,当你膝盖、肘部或者其他关节受伤时,使用传统的绷带将让你的关节很难活动,而麻省理工学院开发的新型3D打印绷带却可以让你活动自如。材料的设计灵感来源于对传统的纸张折叠,也可用于各种可穿戴的3D打印产品,新型绷带通过3D打印特殊形状的模具制成的。


MIT工程师使用3D打印开发新型绷带 关节贴上舒适


凝胶橡胶

    团队研发的这款材料可以在很长一段时间内保持粘性。在测试中,经过100次循环弯曲,也能够保持住它的形状。绷带的粘着性的关键是研究者已经切入薄膜的缝隙图案,与在称为kirigami的折叠式纸折艺术中制造的切口相似,与折折纸是密切相关的。

    这个项目是一家中国医疗公司寻找麻省理工团队研究的,想知道橡胶薄膜材料是否可以用于包扎受伤伤口。绷带在我们的日常生活中非常常用,但是当你试图将它们附着在不均匀弯曲运动的地方,如肘部和膝盖时,它们通常会脱落,这是医疗公司目前需要解决的一个大问题。


MIT工程师使用3D打印开发新型绷带 关节贴上舒适


传统绷带

    这些薄膜是通过3D打印特殊形状的模具制成的,这些模具装满了液体橡胶。3D打印技术使得在模具中各种不同间距的平凹槽可以很容易地放置,这些模具产生了带有狭缝的kirigami型薄膜。然后,将这些材料进行拉伸试验,所记录的拉伸量为kirigami膜在其从已经被加成的聚合物表面剥离之前可以经受的量。这为材料的关键“能量释放率”进行了测量,在不同的时间点上会有所不同。


MIT工程师使用3D打印开发新型绷带 关节贴上舒适


新型绷带不会脱落

    采用不同形状材料的实验使团队鉴定出三个主要的参数,这些参数赋予了kirigami膜的粘合特性。其中一种被称为剪切滞后,在这种情况下,胶片的剪切变形可以减少薄膜其他部分的张力。也有部分的剥离,在这个部分,一个开口的狭缝周围的膜部分保持了一个部分的粘附在底层的表面。kirigami膜的另一个关键方面是不均匀的变形,在该变形中,即使当其下面的表面的部分可能弯曲和伸展多于其它的时,膜也可以保持其总粘着。


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新型绷带原材料

    使用这些发现,未来的设计者尝试以类似的方式解决附着力问题,就定位和切割次数而言,可以利用这些参数作为制定最可能的kirigami结构的蓝图。

由此产生的kirigami薄膜被医疗公司用作止痛剂,但它们在常规的伤口敷料和更复杂的产品(如可穿戴电子产品)上也能起到同样的作用。该团队将进一步开发更先进的医疗材料,目前的膜是纯弹性橡胶,之后的研究是想把它换成凝胶,直接把药物扩散到皮肤里。


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