ЕВОЛЮЦІЯ РЕОЛОГІЧНИХ ПОКАЗНИКІВ ПАСТИ  СКЛАДУ ХIТОЗАН ГIДРОГЕЛЬ / НІТРИД КРЕМНІЮ ПРИ 3D-ДРУЦІ МЕТОДОМ РОБОКАСТИНГУ ВИРОБІВ  БІОМЕДИЧНОГО ЗАСТОСУВАННЯ

Анотація

За допомогою ротаційного віскозиметра "Rheotest RN 4.1" досліджено еволюцію реологічних показників пасти складу хiтозан гiдрогель/нітрид кремнію під час і після прикладення механічного зсуву з різною швидкістю. До складу пасти, використаної при 3D-друці методом робокастингу, входять хiтозан, желатин харчовий, нанопорошок Si₃N₄, вода дистильована та 9%-вий розчин оцтової кислоти. Показано, що в умовах дії швидкості зсуву 800 с^–1 (максимальне значення для ротаційного віскозиметра "Rheotest RN 4.1") паста різко знижує свою динамічну в`язкість ¾ фактично на 99% від початкового значення. Встановлено, що після закінчення дії механічного зсуву паста за деякий проміжок часу, який автори назвали "час стабілізації в’язкості", повертає собі в’язкість на рівні 25–35% від початкової. На основі практичних спостережень визначено, що "час стабілізації в`язкості" складає 18–19 с. На думку авторів, подібне різке зменшення динамічної в’язкості та тиксотропний характер поведінки пасти можна пов`язати із природними властивостями желатину. Також, аналізуючи результати досліджень, автори схилилися до думки, що різка зміна в`язкості пасти має проходити за пороговим механізмом. Надруковані зразки отримували за допомогою 3D-принтера моделі "Zmorph 2.0SX Full Set" (FDM) із прямим поршневим механізмом, який було розроблено авторами роботи. Практично визначено, що вже під дією швидкості зсуву 200 с^–1 в`язкість пасти в процесі друку складає 7000 мПа × с, що є достатнім для друкування. Аналіз процесу сушіння надрукованих зразків показав необхідність ретельного контролю вологості у приміщенні чи внутрішній порожнині шафи, де проводиться сушіння. Вивчення структури матеріалу вказало на доцільність використання (або ж додавання) нанодисперсних складових, що передусім повинно зменшувати розмір пор у виробі й полегшувати процес інфільтрації та проникнення біоречовин у виріб під час його майбутнього використання.