《自然•通讯》:首个光固化3D打印自修复水凝胶

3D打印科研前沿
2021
04/30
15:23
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来源:高分子科学前沿

自愈合水凝胶可以自主修复微小损伤,因此在生物医学上具有很高的应用潜力。然而到目前为止,这类水凝胶只能通过挤压增材来加工制造,在设计自由和分辨率方面受到限制。

为此,耶路撒冷希伯来大学化学研究所Shlomo Magdass以“3D-printed self-healing hydrogels via Digital Light Processing”为题在《Nature communications》上报道了一种可 3D打印的具有自愈合能力的水凝胶。这些水凝胶是半互穿的聚合物网络,在室温下切割后重新连接,试样能够承受变形,12小时内可恢复初始强度的72%。这种3D打印自愈合水凝胶可打印得到具有复杂架构的物品,为今后从软机器人到能量存储在不同领域的应用铺平了道路。
亮点:
1、目前,利用具有天然修复特性的高分子材料制作光固化3D打印物体的报道较少,主要与弹性体有关。本文报道了第一个具有自修复特性的光固化3D打印水凝胶。
2、这种3D打印水凝胶可打印制造具有复杂结构的物品,并且在室温下无需任何刺激即具有自修复能力。
3、这种3D打印水凝胶仅使用商用化合物(如聚乙烯醇(PVA)和丙烯酸(AAc),聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)等)和商用打印机即可制造,本文提供了一种通用且易于适应的方法通过光固化开发具有复杂3D结构的自修复水凝胶,应用于从生物医学、可穿戴传感器到机器人和能量收集等多个领域。

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图1. 水凝胶结构组成与网络形成
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图2. 水凝胶层层打印
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图3. 打印物品切割后修复
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图4. 水凝胶单轴拉伸测试
全文链接:
https://www.nature.com/articles/s41467-021-22802-z


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