近日，美國國家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究所（NIST）和位于華盛頓的美國大學(xué)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，3D打印ABS塑料有可能整合可以在環(huán)境中儲存和檢測氣體的物質(zhì)。這一發(fā)現(xiàn)可以應(yīng)用于對抗溫室氣體和推進氫動力車輛發(fā)展。

據(jù)悉，所討論的物質(zhì)稱為金屬有機骨架，簡稱為MOF。MOF基本上是一種可以適應(yīng)于吸引和存儲特定類型氣體的材料。目前，MOFs用于石油煉制工藝。

然而，最近NIST和美國大學(xué)的一組科學(xué)家團隊認(rèn)識到MOFs可用于氣體傳感技術(shù)，主要是因為材料捕獲和過濾甲烷和二氧化碳等氣體的能力。

盡管如此，該項目并不像將MOFs釋放到空氣中來捕獲溫室氣體分子那樣簡單，因為研究人員必須找到一種方法來改變MOF顆粒（據(jù)報道，這些分子在散裝時具有一致性）成為實用的傳感器結(jié)構(gòu)。

這就需要3D打印的幫助。科學(xué)家意識到，如果可以將MOF混合成3D打印塑料，那么有可能制造幾乎任何形狀或結(jié)構(gòu)的MOF嵌入式傳感器，從而使該技術(shù)適用于廣泛的應(yīng)用。

據(jù)團隊介紹，塑料是容納MOFs的完美材料，因為它的滲透性允許氣體通過它，這反過來又允許MOFs捕獲它們被設(shè)計識別的氣體分子。經(jīng)過測試，研究人員發(fā)現(xiàn)，可3D打印塑料和MOFs確實網(wǎng)格化，因為MOF甚至在3D打印機將塑料熔化時仍保持均勻的分布。當(dāng)他們使用儲氫MOF測試3D打印結(jié)構(gòu)時，他們發(fā)現(xiàn)3D打印對象具有積極的結(jié)果。

事實上，當(dāng)MOF塑料部件僅針對塑料部件進行測試時，他們發(fā)現(xiàn)，MOF混合物的氫氣量是僅塑料部分保留的氫氣量的50倍以上。

能夠?qū)⑦@種特殊氣體儲存在塑料件中，這在汽車行業(yè)有很大的優(yōu)勢。作為NIST傳感器科學(xué)家Zeeshan Ahmed解釋說：“在氫動力汽車方面，汽車行業(yè)仍然在尋找一種便宜、輕便的方式來儲存燃油。我們希望塑料中的MOF可能成為燃油箱的基礎(chǔ)。目標(biāo)是找到一種可以容納4.5％氫的重量的儲存方法，而現(xiàn)在我們已經(jīng)略低于百分之一，”Ahmed補充道?！暗珡牟牧系慕嵌葋砜矗覀儾恍枰蠓鹊母纳?，以達到目標(biāo)，所以我們看到玻璃或塑料-已經(jīng)半滿了。”

據(jù)悉，標(biāo)題為“采用ABS-MOF復(fù)合材料制造的3D打印儲氫材料”的第一項研究已經(jīng)發(fā)表在Polymers for Advanced Technologies雜志上。并正在出版第二篇論文，介紹一些MOF如何有效地儲存氫氣和氮氣分子。第二項研究還涉及如何確保含有MOFs的3D打印塑料結(jié)構(gòu)不會在濕度下腐蝕或降解。研究人員表示，未來，他們將與NIST外的其他集團合作，以繼續(xù)研究。