Nanokompozytowy hydrożel magnetyczny jako filament do druku 3D Hydrożele

Nazwa technologii

Nanokompozytowy hydrożel magnetyczny jako filament do druku 3D Hydrożele

Abstrakt (krótki opis oferowanej technologii)

Hydrożele ze względu na plastyczność, miękkość i dużą zawartość wody znajdują szerokie zastosowanie przemysłowe, w tym w rozwijającej się dynamicznie technologii druku 3D oraz 4D. Będący przedmiotem oferty sposób syntezy hydrożelu wzbogaconego nanocząstkami tlenków żelaza, prowadzi do otrzymania nanokompozytowego filamentu o właściwościach magnetycznych.

Szczegóły technologiczne i opis oferowanej technologii

Istotą wynalazku, zgodnie ze zgłoszeniem patentowym (P429229), jest wytworzenie kompozytowego materiału hydrożelowego do trójwymiarowego druku, który obejmuje następujące etapy:

1. Przygotowanie wodnej dyspersji cząstek magnetycznych,

2. Dodanie do mieszaniny głównego składnika polimerowego (naturalnego lub syntetycznego) a także modyfikatora lepkości,

3. Mieszanie na mieszadle magnetycznym, w celu uzyskania jednorodności mieszaniny,

4. Odgazowanie filamentu za pomocą wirowania.

Korzystne jest zastosowanie polimerów takich jak alginian, celuloza (jej pochodne), nanoceluloza, żelatyna oraz polimerów naturalnych modyfikowanych grupami akrylowymi. Jako modyfikatory lepkości wykorzystane zostają metyloceluloza oraz poliwinylopyrolidon. W celu uzyskania właściwości magnetycznych hydrożelu do mieszaniny wprowadza się zsyntezowane nanocząstki tlenków żelaza o określonych rozmiarach. Ułożenie nanocząstek magnetycznych w kierunku wytłaczania uzyskuje się poprzez zastosowanie magnesów neodymowych.

Docelowe branże dla oferowanej technologii

Nanokompozytowy hydrożel magnetyczny ze względu na swoje właściwości znajduje zastosowanie jako filament do druku elementów wykorzystywanych w robotyce miękkiej, inżynierii tkankowej, opatrunkach spersonalizowanych, czy rozwijanej wciąż dynamicznie technologii dostarczania leków w organizmie. Innowacyjny sposób otrzymania filamentu dedykowany jest bezpośrednio wszystkim firmom zajmującym się produkcją materiałów przeznaczonych do druku 3D.

Innowacyjność i korzyści z zastosowania technologii

Korzyści z wdrożenia wynalazku to:

 Łatwa procedura wytworzenia hydrożelu o właściwościach magnetycznych, rozpuszczalnikiem jest woda

 Dostępność wymaganych do syntezy hydrożelu surowców – wykorzystanie naturalnych, biodegradowalnych polimerów

 Wykorzystanie istniejących już technologii wytwarzania przyrostowego (drukowanie bezpośrednie) – nie jest wymagana inwestycja w zakup specjalistycznego sprzętu do druku 3D

 Szerokie spektrum zastosowań nanokompozytu hydrożelowego magnetycznego przekładające się na szybkie prototypowanie, czy też w przypadku zastosowania w branży medycznej obniżenie kosztów wymaganych testów, czy skrócenie czasu badań.

 Wysoka rozdzielczość wydruków z hydrożelu magnetycznego

 Możliwość wydruku materiałów gradientowych - przestrzennego łączenia hydrożeli o różnym stężeniu nanocząstek magnetycznych

 Możliwość wydruku dowolnego obiektu trójwymiarowego, który zmienia kształt w odpowiedzi na zewnętrzne pole magnetyczne

Poziom gotowości wdrożeniowej oferowanej technologii

TRL 4 – Przeprowadzono walidację technologii w warunkach laboratoryjnych

Poziom gotowości wdrożeniowej oferowanej technologii (old)

Technologia zweryfikowana w warunkach operacyjnych

Oferta technologiczna do pobrania

Imię i nazwisko konsultanta

Anna Szczypka

Numer telefonu stacjonarnego

71 320 43 51

Adres e-mail

anna.szczypka@pwr.edu.pl

Adres do korespondencji

ul. Smoluchowskiego 48, 50-372 Wrocław