武漢工程大學(xué)取得3D打印材料重大突破

來源：武漢工程大學(xué)

近日，界面材料研究領(lǐng)域頂級(jí)期刊《ACS Applied Materials & Interfaces》在線發(fā)表武漢工程大學(xué)郭嘉教授課題組法籍專業(yè)教師Yoann de Rancourt de Mimérand博士在3D打印復(fù)合材料應(yīng)用于光催化領(lǐng)域的重要研究進(jìn)展。論文題為"Photoactive hybrid materials with fractal designs produced via 3D printing and plasma grafting technologies"，第一作者為Yoann de Rancourt de Mimérand博士，第二作者為化藥院2017級(jí)碩士研究生李昆；化工與制藥學(xué)院為唯一通訊單位。

Yoann de Rancourt de Mimerand，男，1987年12月出生，法國(guó)國(guó)籍。武漢工程大學(xué)化工與制藥學(xué)院教師，主要從事材料科學(xué)的研究。2007年本科畢業(yè)于法國(guó)克萊蒙費(fèi)朗工程大學(xué)（Clermont-Ferrand）化學(xué)專業(yè)；2010年碩士畢業(yè)于法國(guó)勃艮第（Burgundy）大學(xué)材料工程、分子化學(xué)專業(yè)雙碩士；2013年博士畢業(yè)于法國(guó)蒙彼利埃（Montpellier）大學(xué)材料化學(xué)與物理化學(xué)專業(yè)。2014年1月至12月在歐洲膜研究所（法國(guó)）從事廢水處理方向博士后研究。主持研究項(xiàng)目：等離子體改性的3D"打印"聚合物接枝納米氧化鋅核殼粒子光催化產(chǎn)氫的研究。
《ACS Applied Materials & Interfaces》是界面材料研究領(lǐng)域頂級(jí)期刊之一，中科院JCR一區(qū)期刊，2019年影響因子（IF）8.15.

該論文旨在探索分形幾何在材料科學(xué)領(lǐng)域的具體應(yīng)用潛力。利用3D打印技術(shù)制造的聚合物分形結(jié)構(gòu)，通過等離子體接枝技術(shù)，打印高度有序并提供重要表面積的基底用來固定納米催化劑顆粒。探究了分形金字塔和分形錐體兩種分形單元，對(duì)分形金字塔進(jìn)行了大量的表征，多種復(fù)雜的上層結(jié)構(gòu)通過分解單元得到進(jìn)一步研究�；�于上述理論模型，利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)對(duì)三維結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。在CAD模型的基礎(chǔ)上，采用熔融沉積技術(shù)以聚乳酸為耗材"打印"具有分形結(jié)構(gòu)的多孔聚合物基質(zhì)。采用核殼合成和等離子體接枝相結(jié)合的方法，成功地將納米氧化鋅包覆在聚乳酸基底上。提高了催化劑的催化表面與反應(yīng)介質(zhì)的接觸面積，從而提高光催化產(chǎn)氫的產(chǎn)量。

該研究的創(chuàng)新點(diǎn)及其科學(xué)意義在于利用氧化鋅光催化活性產(chǎn)氫氣；設(shè)計(jì)并3D"打印"具有分形結(jié)構(gòu)的聚合物基質(zhì)，增加光催化反應(yīng)面積；首次結(jié)合核殼技術(shù)、等離子體接枝技術(shù)以及3D打印技術(shù)獲得了功能化的復(fù)合物。從幾何、尺寸和微觀結(jié)構(gòu)對(duì)光催化劑進(jìn)行了改進(jìn)，從而提高產(chǎn)氫氣的效率。

文章鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.9b06982.