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拉伸性高达1300%!兼容3D打印的新材料问世

来源:材料科技在线 2018-06-07 15:29 42人浏览

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目前,新加坡科技与设计大学(SUTD)数字化制造与设计(DMAND)中心和耶路撒冷希伯来大学(HUJI)的科学家们合作开发出了一组极具弹性的UV固化水凝胶,其拉伸性可高达1300 %,是UV固化3D打印方法的理想选择。目前这些水凝胶已被用来制造具有高几何复杂性和高打印分辨率的水凝胶结构。这项研究的具体内容刊登了在2018年4月刊的材料化学杂志B版中,同时它也在封面上作了介绍。

水凝胶因具有亲水的聚合链网络,可保留大量的水分,因此在各个领域得到了广泛的应用。而最新报道显示极具弹性的水凝胶已经将其应用扩展到透明触摸板、软机器人技术和其他需要大变形的领域。

对于高弹性的UV固化3D打印水凝胶来说,其可拉伸强度达1300%并且与基于高分辨率数字光处理的3D打印技术相兼容,从而能够制造具有复杂几何形状的水凝胶结构,并广泛应用于生物医学和柔性电子产品等领域。

然而,传统的制造技术主要依赖于模具成型和铸造成型,然而其有限的几何复杂性和相对较低的制造分辨率极大地限制了该应用的发展潜力。结合最新的3D打印技术,人们还尝试使用3D打印技术构建几何形状更为复杂的水凝胶结构,包括多孔支架,血管网络,半月板替代物等。尽管如此,目前这种3D打印水凝胶的几何复杂性,打印分辨率以及弹性均有所不足,这些不足极大地限制了这种技术在许多领域中的应用。

“我们已经开发出世界上最具拉伸性能的3D打印水凝胶样品?!崩醋許UTD科学与数学集团的助理教授Qi(Kevin)Ge说,他是该项目的共同领导人之一。

印刷的水凝胶样品可以拉伸高达1300%。同时,这些水凝胶与基于数字光处理的3D打印技术的相容性使我们能够制造分辨率高达7μm和复杂几何形状的水凝胶3D结构。

“这些可印刷的可拉伸水凝胶显示出优异的生物相容性,这使我们能够直接3D打印出生物结构和组织,这些水凝胶具有良好的光学清晰度,使3D打印隐形眼镜成为可能。更重要的是,这些可打印的水凝胶可以形成强大的界面结合商业3D打印弹性体,这使我们能够直接3D打印水凝胶-弹性体混合结构,如弹性印刷在弹性体基质上的柔性电子板和导电水凝胶电路?!盙e教授说。

总的来说,我们相信高可拉伸性能和可UV固化的水凝胶以及基于UV固化的3D打印技术将显著增强制造生物结构和组织,隐形眼镜,柔性电子设备和许多其他应用的能力。

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