《自然•通訊》：首個光固化3D打印自修復水凝膠

來源：高分子科學前沿

自愈合水凝膠可以自主修復微小損傷，因此在生物醫(yī)學上具有很高的應用潛力。然而到目前為止，這類水凝膠只能通過擠壓增材來加工制造，在設計自由和分辨率方面受到限制。

為此，耶路撒冷希伯來大學化學研究所Shlomo Magdass以“3D-printed self-healing hydrogels via Digital Light Processing”為題在《Nature communications》上報道了一種可 3D打印的具有自愈合能力的水凝膠。這些水凝膠是半互穿的聚合物網(wǎng)絡，在室溫下切割后重新連接，試樣能夠承受變形，12小時內(nèi)可恢復初始強度的72%。這種3D打印自愈合水凝膠可打印得到具有復雜架構的物品，為今后從軟機器人到能量存儲在不同領域的應用鋪平了道路。
亮點：
1、目前，利用具有天然修復特性的高分子材料制作光固化3D打印物體的報道較少，主要與彈性體有關。本文報道了第一個具有自修復特性的光固化3D打印水凝膠。
2、這種3D打印水凝膠可打印制造具有復雜結構的物品，并且在室溫下無需任何刺激即具有自修復能力。
3、這種3D打印水凝膠僅使用商用化合物（如聚乙烯醇(PVA)和丙烯酸(AAc)，聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)等）和商用打印機即可制造，本文提供了一種通用且易于適應的方法通過光固化開發(fā)具有復雜3D結構的自修復水凝膠，應用于從生物醫(yī)學、可穿戴傳感器到機器人和能量收集等多個領域。

圖1. 水凝膠結構組成與網(wǎng)絡形成

圖2. 水凝膠層層打印

圖3. 打印物品切割后修復

圖4. 水凝膠單軸拉伸測試

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https://www.nature.com/articles/s41467-021-22802-z