Additive manufacturing of biologically-inspired materials

Chemical Society Reviews

Volumn 45, Issue 2, 2016, Pages 359-376

  Studart, André R ^a  

^a ETH ZURICH   (Switzerland)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

BIOMIMETIC MATERIAL;

ANIMAL; CHEMISTRY; EQUIPMENT DESIGN; HUMAN; PARTICLE SIZE; SURFACE PROPERTY; THREE DIMENSIONAL PRINTING;

ANIMALS; BIOMIMETIC MATERIALS; EQUIPMENT DESIGN; HUMANS; PARTICLE SIZE; PRINTING, THREE-DIMENSIONAL; SURFACE PROPERTIES;

EID: 84955514415     PISSN: 03060012     EISSN: 14604744     Source Type: Journal    
DOI: 10.1039/c5cs00836k     Document Type: Review

References (89)

1. P. Calvert R. Crockett Chem. Mater. 1997 9 650 663
2. G. Villar A. D. Graham H. Bayley Science 2013 340 48 52
3. M. Fantini F. de Crescenzio F. Persiani S. Benazzi G. Gruppioni Rapid Prototyping J. 2008 14 318 324
4. N. Oxman E. Tsai M. Firstenberg Virtual Phys. Prototyp. 2012 7 261 274
5. E. Lloret A. R. Shahab M. Linus R. J. Flatt F. Gramazio M. Kohler S. Langenberg Comput. Aided Des. 2015 60 40 49
6. J. Klein M. Stern G. Franchin M. Kayser C. Inamura S. Dave J. C. Weaver P. Houk P. Colombo M. Yang N. Oxman 3D Printing and Additive Manufacturing 2015 2 92 105
7. J. Stampfl, H. E. Pettermann and R. Liska, in Biomimetics-Materials, Structures and Processes, ed., P. Gruber, D. Bruckner, C. Hellmich, H.-B. Schmiedmayer, H. Stachelberger, and, I. C. Gebeshuber, Springer, Berlin Heidelberg, 2011, ch. 6, pp. 105-123 10.1007/978-3-642-11934-7-6
8. Q. A. Fu E. Saiz A. P. Tomsia Adv. Funct. Mater. 2011 21 1058 1063
9. B. G. Compton J. A. Lewis Adv. Mater. 2014 26 5930 5935
10. L. S. Dimas G. H. Bratzel I. Eylon M. J. Buehler Adv. Funct. Mater. 2013 23 4629 4638
11. J. J. Martin B. E. Fiore R. M. Erb Nat. Commun. 2015 6 8641
12. H. Le Ferrand F. Bouville T. P. Niebel A. R. Studart Nat. Mater. 2015 14 1172 1179
13. D. Kokkinis M. Schaffner A. R. Studart Nat. Commun. 2015 6 8643
14. A. R. Studart Adv. Funct. Mater. 2013 23 4423 4436
15. A. R. Studart Adv. Mater. 2012 24 5024 5044
16. A. R. Studart, R. Libanori and R. M. Erb, in Materials Design Inspired by Nature: Function through inner architecture, ed., P. Fratzl, J. Dunlop, and, R. Weinkamer, RSC Publishing, 2013, ch. 15, pp. 322-358
17. S. Thomopoulos, V. Birman and G. M. Genin, Structural Interfaces and Attachments in Biology, Springer, New York, 2013
18. J. W. C. Dunlop P. Fratzl Annu. Rev. Mater. Res. 2010 40 1 24
19. P. Fratzl R. Weinkamer Prog. Mater. Sci. 2007 52 1263 1334
20. H. D. Espinosa J. E. Rim F. Barthelat M. J. Buehler Prog. Mater. Sci. 2009 54 1059 1100
21. M. A. Meyers P. Y. Chen A. Y. M. Lin Y. Seki Prog. Mater. Sci. 2008 53 1 206
22. M. A. Meyers J. McKittrick P.-Y. Chen Science 2013 339 773 779
23. B. Pokroy E. Zolotoyabko J. Mater. Chem. 2003 13 682 688
24. F. Barthelat H. Tang P. D. Zavattieri C. M. Li H. D. Espinosa J. Mech. Phys. Solids 2007 55 306 337
25. N. Kroger Science 2009 325 1351 1352
26. H. O. Fabritius C. Sachs P. R. Triguero D. Roobe Adv. Mater. 2009 21 391 400
27. S. Weiner W. Traub H. D. Wagner J. Struct. Biol. 1999 126 241 255
28. M. Borrega P. Ahvenainen R. Serimaa L. Gibson Wood Sci. Technol. 2015 49 403 420
29. S. Weiner and L. Addadi, in Annu. Rev. Mater. Res., ed., D. R. Clarke, and, P. Fratzl, 2011, vol. 41, pp. 21-40
30. U. G. K. Wegst H. Bai E. Saiz A. P. Tomsia R. O. Ritchie Nat. Mater. 2015 14 23 36
31. L. S. Dimas M. J. Buehler Soft Matter 2014 10 4436 4442
32. L. Guiducci J. C. Weaver Y. J. M. Brechet P. Fratzl J. W. C. Dunlop Adv. Mater. Interfaces 2015 2 1500011
33. S. Araya, K. Zolotovsky, F. Veliz, J. H. Song, S. Reichert, M. C. Boyce and C. Ortiz, presented in part at the International Conference on Education and research in Computer Aided Architectural Design in Europe, Delft, The Netherlands, September 18-20, 2013
34. N. W. Bartlett M. T. Tolley J. T. B. Overvelde J. C. Weaver B. Mosadegh K. Bertoldi G. M. Whitesides R. J. Wood Science 2015 349 161 165
35. L. Wen J. C. Weaver G. V. Lauder J. Exp. Biol. 2014 217 1656 1666
36. L. Wen J. C. Weaver P. J. M. Thornycroft G. V. Lauder Bioinspiration Biomimetics 2015 10 066010
37. R. O. Ritchie Nat. Mater. 2011 10 817 822
38. D. Hull and T. W. Clyne, An Introduction to Composite Materials, Cambridge University Press, Cambridge, UK, 1996
39. T. W. Chou, Microstructural design of fiber composites, Cambridge University Press, Cambridge, UK, 1992
40. K. S. Toohey N. R. Sottos J. A. Lewis J. S. Moore S. R. White Nat. Mater. 2007 6 581 585
41. S. P. Kotha Y. Li N. Guzelsu J. Mater. Sci. 2001 36 2001 2007
42. A. P. Jackson J. F. V. Vincent R. M. Turner Proc. R. Soc. London, Ser. B 1988 234 415 440
43. B. H. Ji H. J. Gao J. Mech. Phys. Solids 2004 52 1963 1990
44. R. Z. Wang Z. Suo A. G. Evans N. Yao I. A. Aksay J. Mater. Res. 2001 16 2485 2493
45. H. D. Espinosa A. L. Juster F. J. Latourte O. Y. Loh D. Gregoire P. D. Zavattieri Nat. Commun. 2011 2 173
46. F. Song Y. L. Bai J. Mater. Res. 2003 18 1741 1744
47. E. L. Doubrovski E. Y. Tsai D. Dikovsky J. M. P. Geraedts H. Herr N. Oxman Comput. Aided Des. 2015 60 3 13
48. N. Oxman Virtual Phys. Prototyp. 2011 6 3 31
49. S.-P. Chen H.-L. Chiu P.-H. Wang Y.-C. Liao ECS J. Solid State Sci. Technol. 2015 4 P3026 P3033
50. P. Olla IEEE Technol. Soc. Mag. 2015 34 74 80
51. J. A. Lewis Adv. Funct. Mater. 2006 16 2193 2204
52. G. M. Gratson M. J. Xu J. A. Lewis Nature 2004 428 386
53. J. E. Smay and J. A. Lewis, in Ceramics and Composites Processing Methods, ed., N. P. Bansal, and, A. R. Boccaccini, John Wiley & Sons, Inc., 2012, pp. 459-484 10.1002/9781118176665.ch13
54. J. Cesarano R. Segalman P. Calvert Ceram. Ind. 1998 148 94
55. J. Cesarano MRS Online Proc. Libr. 1998 542 133
56. J. E. Smay J. Cesarano J. A. Lewis Langmuir 2002 18 5429 5437
57. E. B. Duoss M. Twardowski J. A. Lewis Adv. Mater. 2007 19 3485 3489
58. G. Gratson J. A. Lewis Langmuir 2005 21 457 464
59. J. C. Conrad S. R. Ferreira J. Yoshikawa R. F. Shepherd B. Y. Ahn J. A. Lewis Curr. Opin. Colloid Interface Sci. 2011 16 71 79
60. B. Y. Ahn E. B. Duoss M. J. Motala X. Guo S. Park Y. Xiong J. Yoon R. G. Nuzzo J. A. Rogers J. A. Lewis Science 2009 323 1590 1593
61. K. E. Easterling R. Harrysson L. J. Gibson M. F. Ashby Proc. R. Soc. London, Ser. A 1982 383 31 41
62. N. A. Fleck V. S. Deshpande M. F. Ashby Proc. R. Soc. London, Ser. A 2010 466 2495 2516
63. K. V. Wong A. Hernandez ISRN Mech. Eng. 2012 208760 10.5402/2012/208760
64. N. Guo M. C. Leu Front. Mech. Eng. 2013 8 215 243
65. J. R. Tumbleston D. Shirvanyants N. Ermoshkin R. Janusziewicz A. R. Johnson D. Kelly K. Chen R. Pinschmidt J. P. Rolland A. Ermoshkin E. T. Samulski J. M. DeSimone Science 2015 347 1349 1352
66. S. Kumar M. Hofmann B. Steinmann E. J. Foster C. Weder ACS Appl. Mater. Interfaces 2012 4 5399 5407
67. R. M. Erb R. Libanori N. Rothfuchs A. R. Studart Science 2012 335 199 204
68. T. P. Niebel F. J. Heiligtag J. Kind M. Zanini A. Lauria M. Niederberger A. R. Studart RSC Adv. 2014 4 62483 62491
69. M. R. Sommer R. M. Erb A. R. Studart ACS Appl. Mater. Interfaces 2012 4 5086 5091
70. R. M. Erb J. Segmehl M. Schaffner A. R. Studart Soft Matter 2013 9 498 505
71. R. M. Erb J. Segmehl M. Charilaou J. F. Loffler A. R. Studart Soft Matter 2012 8 7604 7609
72. M. Mirkhalaf A. K. Dastjerdi F. Barthelat Nat. Commun. 2014 5 3166
73. A. R. Studart Angew. Chem., Int. Ed. 2015 54 3400 3416
74. B. N. Peele T. J. Wallin H. Zhao R. F. Shepherd Bioinspiration Biomimetics 2015 10 055003
75. B. Rackham, C. Piccolpasso and A. Van de Put, The Three Books of the Potter's Art, which Treat Not Only of the Practice But Also Briefly of All the Secrets of this Art, Curwen Press, Victoria and A. Museum, 1934
76. J. S. Reed, Introduction to the Principles of Ceramic Processing, Wiley, 1988
77. Y. N. Kryuchkov T. L. Neklyudova Glass Ceram. 2015 71 324 326
78. Colloidal Filtration Route to Uniform Microstructures, ed., I. A. Aksay, and, C. H. Schilling, Wiley, New York, 1984
79. D. S. Adcock I. C. McDowall J. Am. Ceram. Soc. 1957 40 355 362
80. F. M. Tiller C. D. Tsai J. Am. Ceram. Soc. 1986 69 882 887
81. W. Yang I. H. Chen B. Gludovatz E. A. Zimmermann R. O. Ritchie M. A. Meyers Adv. Mater. 2013 25 31 48
82. I. Burgert P. Fratzl Integr. Comp. Biol. 2009 49 69 79
83. D. Raabe C. Sachs P. Romano Acta Mater. 2005 53 4281 4292
84. J. C. Weaver G. W. Milliron A. Miserez K. Evans-Lutterodt S. Herrera I. Gallana W. J. Mershon B. Swanson P. Zavattieri E. DiMasi D. Kisailus Science 2012 336 1275 1280
85. L. A. Cheng A. Thomas J. L. Glancey A. M. Karlsson Composites, Part A 2011 42 211 220
86. L. K. Grunenfelder N. Suksangpanya C. Salinas G. Milliron N. Yaraghi S. Herrera K. Evans-Lutterodt S. R. Nutt P. Zavattieri D. Kisailus Acta Biomater. 2014 10 3997 4008
87. S. Amini A. Masic L. Bertinetti J. S. Teguh J. S. Herrin X. Zhu H. B. Su A. Miserez Nat. Commun. 2014 5 3187
88. S. Amini M. Tadayon S. Idapalapati A. Miserez Nat. Mater. 2015 14 943 951
89. E. E. de Obaldia C. Jeong L. K. Grunenfelder D. Kisailus P. Zavattieri J. Mech. Behav. Biomed. Mater. 2015 48 70 85