新材料：用于UV固化的3D打印且極具彈性的新型水凝膠

發布日期：2018-06-06  來源：互聯網 瀏覽次數：542
核心提示：新材料：用于UV固化的3D打印且極具彈性的新型水凝膠


什么是水凝膠？

水凝膠（Hydrogel）是以水為分散介質的凝膠。具有網狀交聯結構的水溶性高分子中引入一部分疏水基團和親水殘基，親水殘基與水分子結合，將水分子連接在網狀內部，而疏水殘基遇水膨脹的交聯聚合物。是一種高分子網絡體系，性質柔軟，能保持一定的形狀，能吸收大量的水。

作為一種高吸水高保水材料，水凝膠被廣泛用于多種領域，如：干旱地區的抗旱，在化妝品中的面膜、退熱貼、鎮痛貼、 農用薄膜、建筑中的結露防止劑、調濕劑、石油化工中的堵水調劑，原油或成品油的脫水，在礦業中的抑塵劑，食品中的保鮮劑、增稠劑，醫療中的藥物載體等等。值得注意的是，不同的應用領域應該選用不同的高分子原料，以滿足不同的需求。

新材料的優勢

對于高彈性的UV固化3D打印水凝膠來說，其可拉伸強度達1300%并且與基于高分辨率數字光處理的3D打印技術相兼容，從而能夠制造具有復雜幾何形狀的水凝膠結構，并廣泛應用于生物醫學和柔性電子產品等領域。

目前，新加坡科技與設計大學（SUTD）數字化制造與設計（DMAND）中心和耶路撒冷希伯來大學（HUJI）的科學家們合作開發出了一組極具彈性的UV固化水凝膠，其拉伸性可高達1300 ％，是UV固化3D打印方法的理想選擇。目前這些水凝膠已被用來制造具有高幾何復雜性和高打印分辨率的水凝膠結構。這項研究的具體內容刊登了在2018年4月刊的材料化學雜志B版中，同時它也在封面上作了介紹。

“我們已經開發出世界上最具拉伸性能的3D打印水凝膠樣品。”來自SUTD科學與數學集團的助理教授Qi（Kevin）Ge說，他是該項目的共同領導人之一。

印刷的水凝膠樣品可以拉伸高達1300％。同時，這些水凝膠與基于數字光處理的3D打印技術的相容性使我們能夠制造分辨率高達7μm和復雜幾何形狀的水凝膠3D結構。

這些可印刷的可拉伸水凝膠顯示出優異的生物相容性，這使我們能夠直接3D打印出生物結構和組織，這些水凝膠具有良好的光學清晰度，使3D打印隱形眼鏡成為可能。更重要的是，這些可打印的水凝膠可以形成強大的界面結合商業3D打印彈性體，這使我們能夠直接3D打印水凝膠-彈性體混合結構，如彈性印刷在彈性體基質上的柔性電子板和導電水凝膠電路。”Ge教授說。

總結

總的來說，高可拉伸性能和可UV固化的水凝膠以及基于UV固化的3D打印技術將顯著增強制造生物結構和組織，隱形眼鏡，柔性電子設備和許多其他應用的能力。

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