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Carbohydrate polymers. 2024 Nov 15:344:122494. doi: 10.1016/j.carbpol.2024.122494 Q112.52025

Direct-ink-writable nanocellulose ternary hydrogels via one-pot gelation with alginate and calcium montmorillonite

通过一锅交联的海藻酸钙蒙脱石纳米纤维素三元水凝胶直接墨水书写研究 翻译改进

Hao Li  1, Yuchao Xia  1, Rao Guo  1, Han Wang  1, Xinyu Wang  1, Zhaolin Yang  1, Yin Zhao  1, Jian Li  1, Chengyu Wang  2, Siqi Huan  3

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作者单位

  • 1 Key Laboratory of Bio-based Material Science & Technology (Ministry of Education), Northeast Forestry University, Harbin 150040, China.
  • 2 Key Laboratory of Bio-based Material Science & Technology (Ministry of Education), Northeast Forestry University, Harbin 150040, China. Electronic address: wangcy@nefu.edu.cn.
  • 3 Key Laboratory of Bio-based Material Science & Technology (Ministry of Education), Northeast Forestry University, Harbin 150040, China. Electronic address: siqi.huan@nefu.edu.cn.

    • DOI: 10.1016/j.carbpol.2024.122494 PMID: 39218538

    摘要 中英对照阅读

    Nanocellulose hydrogels are promising to replace synthetic ones for direct ink writing (DIW)-based 3D printing biobased applications. However, less gelation strength and low solid content of the hydrogels limit the printability and subsequent fidelity of the dried object. Herein, a biobased, ternary DIW hydrogel ink is developed by one-pot gelation of cellulose nanofibrils (CNF), sodium alginate (SA), and Ca-montmorillonite (Ca-MMT) via in situ ionic cross... ...点击完成人机验证后继续浏览

    纳米纤维素水凝胶有望替代合成材料，用于基于直接墨水书写（DIW）的3D打印生物基应用。然而，较低的凝胶强度和低固体含量限制了其可打印性和干燥后的精度。本文中，通过原位离子交联法，在一个反应容器内将纤维素纳米纤丝（CNF）、海藻酸钠（SA）和钙蒙脱石（Ca-MMT）进行一步凝胶化，开发出一种生物基三元DIW水凝胶墨水。向CNF/SA配方中添加Ca-MMT同时增加了水凝胶的固体含量和凝胶强度。所得水凝胶在压缩后表现出形状恢复能力。水凝胶中的最优CNF浓度为1.2 wt%，使支架具有最高的抗压力学性能。一系列复杂、定制的不同曲率和三维结构（例如高曲率字母、金字塔、人耳等）可以在干燥前后以高精度打印出来。本研究开辟了一条使用成分一步法凝胶化制备纳米纤维素基DIW水凝胶墨水的途径，为将基于DIW的3D打印与生物基水凝胶墨水相结合提供了解决方案，朝着多样化的生物基应用迈进。

    关键词：钙蒙脱石；纤维素纳米纤丝；直接墨水书写；水凝胶；海藻酸钠。

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    期刊名：Carbohydrate polymers

    缩写：CARBOHYD POLYM

    ISSN：0144-8617

    e-ISSN：1879-1344

    IF/分区：12.5/Q1

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