Utvikling av materialer for additiv produksjon, med selvrensende og antimikrobielle egenskaper.

Abstract

Formål: Formål med denne oppgaven var å undersøke de antimikrobielle egenskapene til fotosensitive resin impregnert med CNTs og Ag-partikler, for bruk i medisinske proteser. Printbarheten, de mekaniske egenskapene og de antimikrobelle egenskapene til disse blandingene ble undersøkt.

Metode: Materialene ble blandet i en ultrasonisk prosessor før de ble printet på en LCD 3D-printer. Deretter ble prøvestykkene testet i en DMA-maskin, strekktester og agar bakteriemedium. Den elektriske konduktiviteten og termiske kapasiteten ble også undersøkt.

Resultat og konklusjon: Blandingen viste seg å være mer komplisert enn først antatt, noe som medførte en tidkrevende prosess med mange variabler som hadde potensiale til å ha betydelig innvirkning på sluttresultatet. Blandingen av Ag-holdig resin var langt enklere i forhold, men noen utfordringer med bunnfall ble observert i blandingen med mest sølv. Blandingen med CNT hadde en bedre elektrisk konduktivitet enn utgangspunktet, men var likevel så lav at det var nødvendig med en høyspentkilde, noe som innebærer en sikkerhetsrisiko. De mekaniske egenskapene til CNT-impregnert resin ble lavere, da særlig en lavere Tg vil kunne innebære utfordringer. Resinen iblandet Ag viste gode mekaniske og antimikrobielle egenskaper, da særlig 0.25% Ag w/w.

Purpose: The purpose of this assignment was to research the antimicrobial properties of CNT and Ag infused photosensitive resin, for use in medical prosthetics. The printability of the resins and the mechanical properties were examined, along with the antimicrobial properties.

Method: The resins were mixed using an ultrasonic mixer. They were printed on an LCD 3D-printer, thereafter the samples were tested in a DMA-machine and a tensile tester. The antimicrobial properties were checked by using incubated agar-dip-slides on the Ag-infused polymer and introducing an electric current (DC) over the CNT-filled polymer. The electrical conductivity was tested, and the thermal properties were checked using a thermal imaging camera.

Results and conclusion: The mixing of CNTs revealed itself as being more complicated than first assumed, requiring a long process with many variables that could affect the result. The mixing of Ag was quite straight forward in comparison, though problems with sediment were observed at the higher concentration. The polymer mixed with CNTs some electrical conductivity, but hardly enough for it to be useful without applying high voltage, thus presenting some inherent safety concerns. The CNT-infused polymer showed a decrease in most of the mechanical properties, with the decrease in Tg being quite significant. The Ag infused polymer showed good, or better, mechanical properties. The antimicrobial properties were confirmed, and the mixture with Ag 0.25% w/w showed promising results.