最新AFM综述：光固化3D打印动态聚合物

来源：高分子科学前沿

3D打印能够有效地制造复杂的三维材料结构，并在医药、电子、机器人和航空航天等诸多领域显示出巨大的应用潜力。与材料挤压和材料溅射等打印技术相比，光固化3D打印技术具有高打印分辨率和高打印效率等优势。光固化3D打印技术使用液体或低粘度的光敏单体作为打印油墨，在光的照射下迅速转化为固体3D物体，大多数打印的3D物体由共价交联的热固性材料组成。尽管这种永久性交联提供了出色的机械、热和化学稳定性，但在适应性、愈合性和回收性方面有局限性，而其不可再加工的特性可能对环境构成潜在威胁。基于动态共价或非共价键交联的动态聚合物，结合了热固性材料的理想稳定性和热塑性塑料的适应性和再加工性，已经在自适应、自愈合和可回收的聚合物材料方面取得了重大进展。因此，将动态聚合物作为光固化3D打印材料，有望进一步扩大和满足3D打印多功能材料的不同应用需求，并满足更多的可持续设计考虑。

近日，德国海德堡大学Eva Blasco教授课题组在《Advanced Functional Materials》期刊上发表了题为“Introducing Dynamic Bonds in Light-based 3D Printing”的综述文章。该论文首先介绍了一些广泛使用的光固化3D打印技术，并简要讨论了聚合物材料中的动态共价和非共价化学键。然后，重点介绍了适合光固化3D打印的动态聚合物材料，分别根据动态共价和非共价键进行了详细讨论，并说明了它们的多功能性（形状记忆、自愈合、可回收）和多种应用场景（机器人、传感器等）。最后，对基于动态聚合物的光固化3D打印的未来发展机遇和挑战进行了展望。

图1.光固化3D打印技术

图2.聚合物材料中的动态化学键

图3.光固化3D打印动态共价交联的形状记忆材料

图4.光固化3D打印动态共价交联的自愈合材料

图5. 光固化3D打印动态共价交联的可回收材料

图6. 光固化3D打印动态非共价交联的自愈合材料

图7. 光固化3D打印动态聚合物的应用