Science Advances：具有不同UV固化聚合物的3D打印的高可伸缩性水凝胶

Nanoyu

2021-01-10

水凝胶-聚合物杂化材料已广泛用于各种应用，例如生物医学设备和柔性电子产品。然而，目前的技术仅仅将水凝胶-聚合物杂化的几何形状限制在由水凝胶和硅橡胶组成的层压板上。这极大地限制了水凝胶聚合物基器件和机器的功能和性能。

近日，浙江大学曲绍兴教授，南方科技大学葛锜副教授报道了一种简单而通用的多材料3D打印方法，该方法能够制造高度复杂的3D杂化结构，由具有高可伸缩性和高水分含量的丙烯酰胺-PEGDA （AP）水凝胶与各种不同的不溶于水的UV固化聚合物共价结合而成，这些聚合物包括弹性体、刚性聚合物、类丙烯腈丁二烯苯乙烯（ABS）聚合物、形状记忆聚合物（SMP）和其他(甲基)丙烯酸酯类UV固化聚合物。

文章要点

1）研究人员通过自建的数字光处理（DLP）基多材料3D打印机对杂化结构进行打印。通过水溶性光引发剂TPO纳米粒子引发AP水凝胶的不完全聚合，实现了AP水凝胶与其他聚合物的共价键合。

2）研究人员展示了这种多材料3D打印方法的一些应用：马蹄形和晶格结构增强的水凝胶复合材料、具有空间可变刚度的3D打印半月板、具有药物输送功能的4D打印心血管支架以及3D打印离子导体，以及带有防脱水弹性层的应变传感器。

该方法通过将高可伸缩性和高含水量的水凝胶与其他不溶于水的UV固化聚合物以3D形式粘合在一起，为制造具有极大扩展功能和性能的软器件和机器铺平了一条新的有效途径。

参考文献

Qi Ge, et al, 3D printing of highly stretchable hydrogel with diverse UV curable polymers, Sci. Adv. 2021

DOI: 10.1126/sciadv.aba4261

http://advances.sciencemag.org/content/7/2/eaba4261