纳米纤维素基3D打印材料的研究进展

3D打印是一种以数字模型文件作为基础的快速成型技术,采用可粘合材料,通过逐层打印的方式可构建物体。本文介绍了纳米纤维素的特点与纳米纤维素基3D打印材料的现状,重点总结了纳米纤维素基3D打印材料在不同领域的应用,如生物医药、食品包装、柔性导电材料等,并对纳米纤维素基3D打印材料的发展进行了展望。     

生物3D打印用丝素蛋白基凝胶墨水的研究进展

丝素蛋白(SF)作为一种天然且古老的蛋白质材料,因其优异的特性成为了生物3D打印墨水材料绝佳的候选者,在生物医学领域受到了广泛的关注。为此,概述了SF在生物3D打印领域的发展,总结了SF材料的物理化学和生物学基本特性,探讨了其作为生物墨水应用于挤出式生物3D打印、光固化生物3D打印和喷墨生物3D打印的要求和可加工性。综述了近年来SF与人工合成聚合物、天然聚合物和无机功能材料复合形成SF基水凝胶墨水在生物3D打印领域中的研究进展,对其所面临的挑战进行了讨论。指出:随着生物3D打印技术的深入发展,通过生物3D打印形成的SF基水凝胶构建体在生物医学领域会有更广阔的应用前景。     

纤维素及其衍生物作为3D打印材料的研究综述

3D打印作为革命性的新型制造技术,具有光明的未来与广阔的前景。打印材料作为3D打印研究的重点,为满足多样化的需求仍需要继续探索。纤维素作为自然界中最常见的天然聚合物和植物的主要成分,存在多种优势,在生物基产品的制备中具有巨大潜力。目前,纤维素作为3D打印材料的研究已成为领域热点,得到了高度关注。本文将纤维素及其衍生物作为3D打印材料的研究进行综合整理,总结了纤维素及其衍生物在打印材料中作用和功能,以及纤维素类打印材料在3D打印中的应用,分析了纤维素类打印材料在3D打印中面临的挑战和未来发展前景。     

谷物基原料3D打印的研究进展

文章介绍了适合谷物基3D打印的主要工艺、原理和设备,总结了谷物基原料的打印特性,综述了谷物原料在3D打印中的应用和影响打印效果的主要因素,展望了谷物基食品作为3D打印原料的前景和挑战.     

3D打印技术在胶原基医用生物材料制备方面的应用

本文结合国内外胶原基生物材料3D打印的研究现状,详细介绍了近年来纯胶原、胶原基复合材料在支架3D打印和"支架+细胞"打印方面的研究进展,分析了国内外3D打印设备的缺陷,提出了可用于胶原基生物材料的3D打印设备的要求和建议,最后对3D打印在胶原基生物材料制备方面的未来发展趋势和研究重点提出展望。     

3D打印技术在服装领域中的应用

近年来,3D打印技术在服装中的应用越来越广泛。首先总结了3D打印技术在服装领域的应用动态和典型案例;其次对3D打印过程中的3个关键部分:建模软件、成型工艺以及打印材料中的现有技术进行了汇总,分析了各类技术的特点及其在服装中的适用性;最后,探讨了3D打印技术应用于服装领域的关键问题,展望了其应用前景。     

植物基纳米纤维素在食品3D打印中的应用

3D打印技术通过逐层添加物料的方式实现特定结构物体的快速成型,可根据需求实现对原料组成和成品空间结构的个性化定制,在食品领域具有广阔发展潜力。大多数食品原料不具备可打印性,这制约了用于3D打印的食品原料的来源和种类,限制了3D打印技术在食品行业的应用规模。植物基纳米纤维素来源广泛,具有优异的机械性能和流变特性,能够增强物料的可打印性,是3D打印的理想原料。明确植物基纳米纤维素的功能特点,制备的3D打印墨水特性以及在食品3D打印中应用现状,对充分利用新兴加工技术和新食品原料尤为重要。本文重点介绍植物基纳米纤维素结构特点及与3D打印相适应的功能特性,包括高机械强度,易表面改性,适于打印的流变特性以及较好的生物安全性。在分析凝胶和乳液两种形式的植物基纳米纤维素打印墨水特性和用途的基础上,总结其在食品添加剂、食品包装材料、食品新鲜度指示器、功能物质载体等相关食品领域的应用现状,并展望未来制备新兴功能食品和智能食品包装的前景,以期为相关技术发展提供参考。     

3D生物打印制备组织工程支架的研究进展

为进一步推动3D生物打印技术在组织工程支架领域的应用,从当前3D生物打印方法的优劣及相关材料的固化成形机制出发,详细综述了国内外3D生物打印制备组织工程支架的研究进展。针对3D生物打印技术,主要介绍了喷墨、挤出、激光辅助和立体光刻等技术的原理、过程和优缺点;针对3D生物打印材料,主要介绍了聚合物和生物陶瓷等材料的特性、固化成形机制和适应范围;针对3D生物打印应用,主要介绍了3D生物打印在血管、骨、耳、心脏等功能性组织构建中的最新研究进展,指出生物墨水的开发及临床应用是其未来的发展方向。为进一步推动组织工程用3D生物打印技术的发展提供理论与实践参考。     

基于3D生物打印技术制备生物医用材料的研究进展

3D生物打印技术以其特有的材料成型优势,为病患提供了个性化、精准化构建生物医用材料的有效途径,在生物医用领域表现出极大的应用潜力。文章使用不同于常规3D打印技术的3D生物打印技术,充分考虑成型后的支架材料需要满足组织工程材料的性能要求。利用3D打印技术将生物材料、细胞及活性因子相结合构建支架材料,在结构和功能上实现了较好的结合,主要介绍了3D生物打印技术在生物医用材料构建中的研究进展及其应用,该技术将在今后的生物医用材料制备中发挥巨大作用。     

3D打印技术及其在高等教育中的应用

叙述了3D打印技术的原理、类型及特点,分析了3D打印技术在高等教育中的应用,如作为传统专业的融合,作为材料成型及控制工程专业的工艺方向,作为独立设置的3D打印专业,基于3D打印技术的辅助教学,以及在创新教学模式与方法方面的应用。其分析结果可供3D打印技术在教学应用中参考与借鉴。     

添加剂在食品3D打印中的应用现状

3D打印技术作为食品科学领域的一项新技术,因其具有快速成型、适用于复杂结构、可个性化定制等特点而具有巨大的发展潜力。3D食品打印一般以蛋白质、脂类等对人体无害的可食性物质为材料,然而并非所有食材都具有良好的适印性和加工特性。为提高3D打印食材的适印性,食材中通常会添加碳水化合物、蛋白质、脂质等食品添加剂以改善食材的流变特性和加工特性。本文综述了3D食品打印技术、3D食品打印材料特性、常用的食品添加剂及其对打印材料的流变特性、加工特性和营养特性的影响,从而为3D食品打印技术在食品领域中的应用提供科学依据和理论参考。     

食品及软性材料3D打印技术的研究与应用进展

3D打印技术是当前的热门科技,食品及软性材料3D打印技术也取得了不断地进步与发展。总结了3D打印技术的原理、分类及3D打印机的构成,综述讨论了食品及软性材料3D打印技术的研究现状及应用中需要克服的技术难点,对未来食品及软性材料3D打印技术的前景作出了展望。     

基于可食用材料的3D打印技术应用进展

可食用材料范围的延伸加快了3D打印技术的发展。但与工程材料相比,针对可食用材料的3D打印技术仍然面临很多的挑战。文章介绍了目前较为成熟的3D打印技术和其应用领域,并阐述了食品3D打印机的结构构成,以及可食用材料3D打印的国内外研究进展。总结分析了可食用材料应用于3D打印中存在的问题,并展望了未来会有更广泛的应用领域,将对3D打印技术发展产生深远的影响。     

Application and challenges of 3D food printing technology in manned spaceflight: a review

Three-dimensional (3D) food printing is a digital food engineering method that has a remarkable application potential in long-term manned spaceflight. Extrusion-based 3D food printing, among the available 3D food printing techniques utilised in the food industry, is one of the most suitable printing methods for manned spaceflight. Extrusion-based 3D food printing could suffice most of the energy and personalised nutritional requirements of astronauts during long-term stay in space by utilising fruits, vegetables, meat products, and nutrients as printing materials. However, 3D food printing in manned spaceflight is still limited by technologies and costs such as printing materials, microgravity, post-processability of food, and engineering transportation under the existing technical conditions. Therefore, this article reviews the 3D food printing and manned spaceflight technologies that are currently available and discusses the challenges involved in 3D food printing in manned spaceflight, thus providing a theoretical basis for future 3D food printing for space missions.     

3D食品打印技术及影响因素的研究进展

3D打印技术利用"分层制造、逐层叠加"的制备原理,具有简单、方便、灵活等特点。3D食品打印技术集成3D打印和数字烹饪技术,为食品制造带来了革命性的变革,使其具有定制的形状、颜色、味道、质地,甚至营养。本文主要介绍了3D打印技术的原理、打印原料的应用、以及打印过程中的影响因素,为其提供展望未来的发展方向。根据现有的参考文献,通过现有的3D食品打印机对大众熟悉的食物原材料进行研究,以期为3D打印技术在食品中的应用提供参考。     

基于食品3D打印技术的食品原料研究及应用

3D打印技术作为一项新兴的智能食品加工技术,已经被广泛应用在食品、材料、航天、汽车、建筑模型等多个领域。食品3D打印技术又被称为一项“增材制造”技术,具备方便、灵活、高精度等优点,可以实现食品外观、颜色、质地、味道和配方的个性化定制。本文从食品3D打印原理、3D食品材料和应用等方面进行综述,以期为食品3D打印材料的开发和应用奠定基础。     

3D food printing: main components selection by considering rheological properties

Abstract

3D printing, also referred to as additive manufacturing, offers a wide range of new processing possibilities to the food industry. This technology allows a layer by layer (bottom to top) printing of predefined slices of designed and desired objects. 3D printing potentially allows rapid manufacturing of complex objects, which are unhindered by design complexity, thus providing substantial liberty to create new and untested geometric shapes. In terms of food manufacturing, the potential that 3D food printing technologies can bring may revolutionize certain aspects of food manufacturing, providing the convenience of low-cost customized fabrication and even tailored nutrition control. The most common materials suitable for 3D food printing are carbohydrate, fat, protein, fiber and functional components. In the present study, the characteristics of raw materials or additives used during 3D printing, and requirements for estimating and improving their printing performance and self-supporting ability in extrusion-based printing regarding rheological characteristics of 3D food printing materials are reviewed. As an innovative process, 3D food printing may induce a revolution in certain areas of food manufacturing.     

食品3D打印技术及其在肉类加工中应用的研究进展

食品3D打印技术是一种具有定制特定形状、实现个性化营养、开发新型资源等功能的未来食品加工技术。在肉类产业中,食品3D打印技术的应用可以实现肉类加工产业链的升级,例如减少原料肉的浪费、提高产品附加值和开发畜禽副产品等。基于此,本文介绍了食品3D打印技术的工作原理,并对肉类原料适印性的研究进行分析与总结,同时,展望食品3D打印技术在肉类生产加工中的应用前景,以期为食品3D打印技术在肉品领域中的应用提供科学依据和理论参考。