Enhanced Mechanical Properties of 3D Printed Nanocomposites Composed of Functionalized Plant-Derived Biopolymers and Calcium-Deficient Hydroxyapatite Nanoparticles
Notice bibliographique
Résumé
The combination of plant-derived polymer resins and mineral-based nanoparticles into three dimensional (3D) printable, high-performance nanocomposites suggests a means to improve the sustainability profile of rapid prototyping and additive manufacturing. In this work, our previously published nanocomposite biomaterial system of acrylated epoxidized soybean oil (AESO) and polyethylene glycol (PEGDA) diluent composited with calcium-deficient hydroxyapatite (nHA) nanorods was improved by the substitution of AESO with methacrylated AESO (mAESO) and the partial substitution of PEGDA with isosorbide methacrylate (IM). mAESO was used to increase the degree of crosslinking and reduce the ink viscosity. IM was synthesized by reacting the hydroxyl groups on isosorbide with methacrylic anhydride. The effects of partially replacing PEGDA with IM on the rheology and printability of the nanocomposite inks and the mechanical properties of the resulting nanocomposite materials were quantified. These masked stereolithography (mSLA) printed nanocomposites have greatly improved mechanical properties (tensile strength, Young’s modulus, and Mode-I fracture toughness) due to the shift to mAESO and IM. IM greatly improved the tensile fracture strength and Young’s modulus of the nanocomposites by acting as a reactive diluent and as a stiff segment in the polymer system. Dynamic mechanical analysis revealed that the glass transition temperature of the nanocomposite increased due to the addition of IM. However, IM decreased the strain-at–fracture, making the nanocomposites more brittle. This study demonstrates the development of high-performance mAESO-IM-nHA-based novel nanocomposites that can be easily 3D printed using desktop mSLA, suggesting a facile path forward to improved sustainability in rapid prototyping and additive manufacturing using nanocomposites for a broad range of applications.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».